5.1. Giới thiệu chung
Bơm dầu biến thiên giúp đảm bảo áp suất dầu ở mức tối ưu tùy thuộc vào tốc độ động cơ.
Đai cam dẫn động bơm dầu được ngâm trong dầu động cơ để giảm ma sát và tiếng ồn.
Bơm dầu biến thiên bơm một lượng dầu bôi trơn dựa trên tốc độ và tải của động cơ, giúp tiết kiệm năng lượng bằng cách chỉ bơm đủ lượng dầu mà động cơ cần không như các động cơ thông thường là bơm dầu ở một tỉ lệ đã được định sẵn. Điều này làm năng lượng hao phí giảm đi sẽ tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu cho động cơ.
5.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 5.2.1. Cấu tạo của bơm dầu.
Bơm dầu được gắn phía bên dưới động cơ bằng ba bulông như hình dưới
Hình 2.56: Vị trí bơm dầu trên động cơ
1. Puly trục khuỷu; 2. Đai cam dẫn động bơm dầu; 3.Puly bơm dầu; 4.Bơm dầu Thành phần cơ bản của bơm dầu biến thiên được cấu thành bởi một máy bơm cánh gạt với một vòng điều chỉnh.
52
Lưu lượng và áp suất dầu của bơm thay đổi được theo từng chế độ của động cơ là nhờ vào vòng điều chỉnh của cơm.
Khi vòng điều chỉnh ở vị trí bắt đầu thì bơm tạo áp suất và lưu lượng dầu lớn nhất.
Còn khi áp suất dầu trong khoang điều khiển tăng thắng được lực lò xo nén thì sẽ đẩy vòng điều chỉnh của bơm sang bên trái lúc này bơm sẽ cung cấp dầu với áp suất và lưu lượng thấp hơn.
Hình 2.57: Cấu tạo bơm dầu
1. Bơm kiểu cánh gạt; 2. Vòng điều chỉnh bơm cánh gạt; 3. Lò xo nén;
4. Khoang áp suất điều chỉnh 5.2.2. Nguyên lý hoạt động của bơm.
Bơm dầu biến thiên được điều khiển bởi PCM sử dụng tín hiệu PWM thông qua van Solenoid điều khiển áp suất dầu kết hợp với piston điều chỉnh thủy lực.
PCM sẽ dựa trên các điều kiện sau để điều khiển van Solenoid điều khiển áp suất dầu:
Van Solenoid điều khiển áp suất dầu đóng khi (chế độ bơm tạo áp suất cao):
- Tốc độ động cơ trên 3000 vòng/phút và động cơ có tải lớn - Tốc độ động cơ trên 4750 vòng/phút và động cơ có tải nhỏ
Van Solenoid điều khiển áp suất dầu mở ở các điều kiện còn lại (chế độ bơm tạo áp suất thấp).
53
a. Chế độ bơm tạo áp suất, lưu lượng dầu lớn nhất (Van solenoid đóng)
Hình 2.58: Sơ đồ hoạt động của bơm lúc van solenoid đóng
1. Áp suất dầu từ kênh chinh; 2. Van Solenoid điều khiển bơm dầu;
3. Đường dầu hồi về cacte; 4. Cacte dầu; 5. Van giảm áp; 6. Lò xo của piston;
7. Áp suất dầu đến bộ lọc dầu; 8. Khoang áp suất của bơm cánh gạt; 9. Pít tông điều
chỉnh thủy lực; 10. Buồng điều khiển; 11. Vòng điều chỉnh bơm cánh gạt;
12. Áp suất dầu đến vòng điều chỉnh; 13. Lò xo nén vòng điều chỉnh
Áp lực dầu được điều khiển thông qua một piston điều khiển vận hành bằng thủy lực tích hợp vào bơm dầu. Áp suất trên piston điều khiển được xác định bởi một van solenoid được kích hoạt bởi PCM theo yêu cầu. Khi PCM điều khiển cấp điện thì van solenoid sẽ mở, còn không thì van solenoid sẽ đóng.
Ở vị trí van solenoid (2) đóng lại. Dầu động cơ được cung cấp bởi bơm dầu chảy vào buồng điều khiển(10). Vì van solenoid đóng, dầu chảy qua buồng điều khiển đến van solenoid và thông qua một đường vòng trong van solenoid, dầu sẽ theo đường dầu hồi (3) về cacte. Do đó, không có áp lực nào được tạo ra trong buồng điều khiển.
Piston điều khiển (9) được đẩy về bên trái bởi lực lò xo (6). Do đó, piston điều khiển đóng cửa khoang dầu vào vòng điều chỉnh bơm cánh gạt (11).
Không có áp lực dầu trong khoang điều khiển vòng điều chỉnh(11), nên lò xo nén (13) đẩy vòng điều chỉnh sang hết về một phía. Vòng điều chỉnh ở vị trí này làm cho sự chênh lệch thể tích, áp suất ở các khoang áp suất (8) của bơm cánh gạt là lớn nhất. Nên lúc này bơm sẽ bơm được dầu với lưu lượng và áp suất tối đa để đi bôi trơn động cơ.
54
b. Chế độ bơm tạo áp suất, lưu lượng dầu thấp (Van solenoid mở)
Hình 2.59: Sơ đồ hoạt động của bơm lúc van solenoid mở
Khi điều kiện hoạt động cho phép xe chạy với áp suất dầu thấp hơn, PCM sẽ mở van solenoid (2).
Áp suất dầu được cung cấp bởi bơm dầu bây giờ sẽ được bơm trực tiếp vào buồng điều khiển (10) thông qua van solenoid (2). Khi áp lực dầu trong buồng điều khiển thắng lực của lò xo (6) thì sẽ đẩy piston điều khiển (9) sang phải.
Do đó, piston điều khiển (9) sẽ mở đường dầu (12) đến vòng điều chỉnh bơm cánh gạt (11). Khi áp lực dầu tác dụng lên vòng điều chỉnh thắng lực lò xo (13) thì sẽ đẩy vòng điều chỉnh (11) về phía trung tâm của bơm.
Khi vòng điều chỉnh ở vị trí này thì làm cho sự chênh lệch thể tích, áp suất ở các khoang áp suất (8) của bơm cánh gạt nhỏ đi. Nên lúc này bơm sẽ bơm được dầu với lưu lượng và áp suất thấp hơn. Phù hợp với điều kiện làm việc thấp của động cơ.
Van giảm áp (5) có tác dụng giữ cho áp suất dầu tác dụng lên vòng điều chỉnh luôn ổn định để vòng điều chỉnh luôn ở vị trí cố định. Điều này giúp cho bơm hoạt động ổn định dù cho áp suất dầu tác dụng lên vòn điều chỉnh thay đổi.
Tùy theo từng chế độ làm việc của động cơ, hệ thống sẽ điều khiển bơm dầu bơm với một lượng dầu khác nhau phù hợp nhưng vẫn đảm bảo bôi trơn tốt cho động cơ cũng như tiết kiệm được công suất động cơ tránh hao phí công suất.
Khi Van Solenoid gặp vấn đề không hoạt động thì với tác dụng của lò xo nén vòng điều chỉnh thì bơm sẽ hoạt động ở chế độ bơm với áp suất dầu lớn.