ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L
PHẦN I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ
DIEZEL SỬ DỤNG BƠM CAO ÁP PHÂN PHỐI
I.Công dụng, yêu cầu, phân loại:
1.1- Công dụng:
Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ DIEZEL có công dụng hút dầu từ thùng
chứa, lọc sạch và tạo áp lực cao phun vào buồng đốt của động cơ dưới dạng sương
mù, đúng thời điểm và lượng nhiên liệu phù hợp với phụ tải của động cơ.
1.2- yêu cầu:
a. Chỉ tiêu kĩ thuật:
Do chất lượng phun nhiên liệu có ảnh hưởng lớn đến công suất, mức tiêu hao
nhiên liệu của động cơ. Vì vậy hệ thống cung cấp nhiên liệu cần phải đảm bảo các yêu
cầu sau:
- Dầu DIEZEl cung cấp cho động cơ phải sạch.
- Thời điểm bắt đầu phun dầu phải chính xác, thời điểm kết thúc phải dứt khoát
để tránh hiện tượng phun nhỏ giọt.
- lượng nhiên liệu phun phải kịp thời, đúng thời điểm quy định và đồng đều giữa
các Xilanh của động cơ.
- áp suất phun phải đảm bảo để nhiên liệu phun ra ở dạng sương mù và bảo đảm
đọ phun xa tới các góc của buồng cháy.
-Lượng nhiên liệu phun phải thay đổi phù hợp với các chế độ làm việc của động
cơ.
b. Chỉ tiêu về kinh tế:
-Hoạt động lâu bền, có đọ tin cạy cao.
- Dễ dàng và thuận tiện trong sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa.
-Dễ chế tạo, giá thành hạ.
-1-
ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L
1.3. Phân loại:
Có nhiều kiểu phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu DIEZEL sủ dụng bơm
Một van dầu hồi được đặt ở phía trên lắp bơm có chức năng duy trì nhiệt độ,
áp suất nhiên liệu không đổi trong buồng bơm bằng việc hồi dầu thừa vào thùng
nhiên liệu qua đường dầu hồi
-4-
ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L
PHẦN II
KẾT CẤU-NGUYÊN LÝ LÀM VIÊC CỦA BƠM CAO ÁP PHÂN PHỐI
Cũng giống như các loại bơm cao áp khác: Bơm cao áp phân phôi được xem
như quả tim của động cơ diezel nó có công dụng:
ấn đinh lưu luợng phun nhiên liệu.
Tạo áp suất cao để phun nhiên liệu vào buồng đot qua kim phun nhiên liệu.
Bơm nhiên liệu vào buồng đốt đúng thời điểm và đúng lượng cần thiết theo yêu
cầu của các chế độ làm việc của động cơ.
Cung cấp nhiên liệu thống nhất giữa các kim phun theo đúng thứ tư nổ cua
động cơ.
Tuy nhiên do co cấu tạo và đặc điểm làm việc có nhiều ưu điểm hơn nên ngày
nay bơm cao áp phân phối đang được sử dụng ngày càng nhiều trên các động cơ cỡ
nhỏ và trung bình. Trong đó bơm cao áp VE được sử dụng rộng rãi hơn cả, ngoài ra
còn một số lọai bơm phân phôis khác như: Bơm CAV-DPA; hệ thống STARADYNE,
và bơm chia với thiết bị điều khiển bằng điện tử.
-5-
ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L
I/Bơm cao áp phân phối VE trang bị bộ điều tốc cơ năng.
1.1.Cấu tạo nguyên lý làm việc chung của bơm cao áp phân phối trang bị bộ điều
tốc cơ năng.
1.1.1.Cấu tạo.
Hình 2: Bơm cao áp phân phối VE trang bị bộ điều tốc cơ khí
Trục dẫn động bơm chia đặt trên ổ đỡ trong thân bơm trên trục chủ động là
bơm cung cấp nhiên liệu được dẫn động bằng Rơle (hoặc bánh răng). Bộ truyền động
bánh răng và đĩa con lăn được lắp trên trục truyền động với phương thẳng đứng so với
vào piston chia và đầu chia. áp lực cao đạt được nhờ sự chuyển động đi lên của
piston. Sự cung cấp nhiên liệu đựơc thực hiện khi rãnh vát của piston chia đóng cửa
dầu vào và khi cửa xả trên piston trùng với đường xả trên đầu bơm. Dầu với áp suất
cao được tạo ra sẽ thắng sức căng lò xo của van triệt hồi khi đó van triệt hồi được
nâng lên và nhiên liệu sẽ được bơm lên vào đường cao áp phun vào động cơ qua kim
phun.
-7-
ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L
Quá trình cung cấp nhiên liệu kết thúc khi piston tịnh tiến lên mở van tiết lưu
qua đó nhiên liệu từ buồng áp suất cao được xả tự do trả lại khoang bơm.
Quá trình cung cấp nhiên liệu cho động cơ còn được điều khiển bởi van tiết lưu thông
qua bộ điều tốc li tâm. Khi công suất động cơ tăng nhiên liệu sẽ được phun vào sớm
hơn thông qua bộ điều chỉnh phun sớm bằng thủy lực. Khi tắt máy là ngừng cung cấp
nhiêu liệu cho piston, xilanh bom cao áp ta chỉ cần cắt điện của van điện từ khi đó
van điện từ sẽ đóng đường nạp nhiên liệu vào trong khoang cao áp lúc này do chuyển
động quán tính của động cơ piston vẫn vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh
tiến nhưng không có nhiên liệu cung cấp nên động cơ sẽ ngừng làm việc.
1.2. Cấu tạo nguyên lý làm việc của các cụm chi tiết, chi tiết trong bơm cao áp
phân phối trang bị bộ điều tốc cơ năng.
1.2.1. Bơm cung cấp nhiên liệu (Bơm cánh gạt)
1. Cấu tạo của bơm:
Hình 3. Bơm cung cấp
Bơm cánh gạt được bố trí trên trục truyền chình trong thân bơm phân phối nó gồm
Roto được lắp cố định trên trục bằng thên. Trên Roto có 4 rãnh lắp 4 cánh gạt. Để
thực hiện quá trình bơm bên trên vòng ngoài Roto lắm vòng sai tâm bằng 2 vít. Trên
-8-
ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L
vòng sai tâm có một lỗ ở đường ra của bơm cánh gạt vào khoang bơm. Đường nhiên
liệu từ ngoài vào bơm, cửa nạp của bơm. Trên đường ra của bơm có nắp van điều áp
và đường dầu hồi để ổn định áp suất nhiên liệu trong khoang bơm.
lượng nhiên liệu được sử dụng vào việc phun cần thiết cho động cơ lại ít hơn nhiều
so với lượng nhiên liệu chuyển tới từ bơm cung cấp. Vì vậy để tránh được tăng quá
sức áp suất nhiên liệu trong buồng bơm do thừa nhiên liệu và điều chỉnh áp suất
trong buồng bơm luôn nằm trong một giá trị nhất định thì ở đường ra của cung cấp
người ta có nắp một van điều tiết áp suất (Van điều áp).
Cấu tạo, hoạt động của van điều áp
Van điều áp có cấu tạo gồm: Piston được lắp trong Xilanh (Thân van) đầu phía dưới
tiếp xúc với cửa xả của bơm cung cấp nhiên liệu , đầu trên lắp với lò xo. Đế van luôn
ở trạng thái đóng khi áp suất trên đương ra chưa thẳng nổi sức căng của lò xo.
Trên thân có hai lỗ: Lỗ dầu hồi khi áp suất dầu do bơm cung cấp tạo ra thắng
sức căng của lò xo làm đẩy Piston đi lên mở lỗ này đưa nhiên liệu về đường lạp;Lỗ
cân bằng áp suất ở phía trên, lỗ này có nhiệm vụ cân bằng áp suất trong khoang bơm
phía trên Piston khi mà Piston đi lên cũng như đi xuống. Nó cho áp suất mở van chỉ
phụ thuộc vào lực căng của lò xo và khi Piston đi xuống nó sẽ bù một lượng nhiên
liệu vào để không tạo ra một độ chân không cản trở Piston chuyển động đi xuống
đóng lỗ dầu hồi lại khi áp suât nhiên liệu trong khoang bơm ở mức quy định.
-10-
ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L
Van được lắp vào thân bơm bằng Ren và để không lọt dầu trên van có lót hai vòng
đệm cao su.
2.Van dầu hồi:
1. Đệm bằng đồng
2. Đầu nối
3. Đường dầu ra
4. Lỗ khoan
5. Lưới lọc
6. Đường dầu đến
Hình vẽ: Cấu tạo van dầu hồi
+ Đường dầu hồi được lắp bằng đầu nối vào lắp bơm nhằm ổn định áp suất của
nhiên liệu trong bơm phân phối VE. Sự thông nhau đường ra với đầu nối bằng lỗ
suất cao cho nhiên liệu để thắng sức căng của lò xo van triệt hồi. Vì vậy nhiên liệu
không được đưa tới vòi phun mà theo đường dẫn trở về khoang bơm. Động cơ sẽ
ngừng làm việc.
2. Bộ tắt máy bằng điện (van điện từ cắt nhiên liệu):
a. Cấu tạo:
-12-
ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L
Van cắt nhiên liệu có cấu tạo đơn giản gồm một nam châm điện và một ty van
cùng với một lò xo trong ty van để đẩy cho ty van đóng đường nhiên liệu từ khoang
bơm vào trong khoang nhiên liệu
b. Nguyên lý làm việc
Đối với bơm chia VE người ta thường ứng dụng bộ tắt máy bằng điện (van điện
từ) vì có cấu tạo đơn giản và quá trình sử dụng thuận tiện, cắt nhiên liệu dứt khoát.
Khi có dòng điẹn do người lái điều khiển cấp cho van, dòng điện chạy qua nam châm
điện phát sinh lực từ đủ lớn thắng sức căng củ lò xo thì khi dó van sẽ hút lên phía trên
mở đường dầu vào thông vơi khoang nhiên liệu, piston chuyển động quay tịnh tiến lên
xuống tạo ra nhiên liệu áp suất cao cung cấp theo đường dẫn thắng sức căng lò xo van
triệt hồi cung cấp cho vòi phun.
Khi người lái xe muốn tắt máy tức là ngừng cung cấp nhiên liệu cho vòi
phun,thì người lái chỉ việc ngắt điện đến van ngắt nhiên liệu. Lúc này do không có
dòng điện chạy qua nam, nam châm điện giảm lực từ nên lực từ không đủ sức thắng
sức căng của lò xo,bị lò xo đẩy về vị trí ban đầu. Đường dầu vào khoang cao áp bị
-13-
ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L
đóng lại, dẫn đến không có nhiên liệu cung cấp cho vòi phun và đông cơ sẽ ngưng
làm việc.
1.2.4. Bộ tạo áp suất cao và phân phối:
1.Cấu tạo
Hình vẽ : Bộ tạo áp suất cao và phân phối
Trục dẫn động được dẫn động từ động cơ, piston nhận chuyển động quay và
b.Hành trình cung cấp:
-15-
1.Đường dầu vào
2.Rãnh dầu vào
3.Khoang áp suất
ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L
Hình vẽ: Hành trình cung cấp
4.Piston 6.Cửa dầu ra
5.Khoang áp suất 7.Đường dầu ra
Khi piston vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến nhờ đĩa cam thì mặt
ngoài của piston sẽ đóng cửa hút và nén dầu lại cùng lúc đó rãnh dầu ra trên piston
trùng với cửa dầu ra trên thân bơm,kết quả là dầu được nén với áp suất cao lớn hơn áp
suất dư trên đường ống cao áp cộng với lực căng của lò xo van phân phối làm mở van
phân phối. Tiêp theo dầu sẽ theo đường dẫn phun vào động cơ qua vòi phun.
Hình vẽ: Kết thúc việc phun
8.Vành điều khiển 9.Rãnh thoát dầu
Khi mặt sau của van điều khiển trùng với cửa xả nhiên liệu trên piston bơm. Nhiên
trong buồng áp suất có áp suất cao hơn nhiều so với trong buồng bơm, qua cửa cắt
nhiên liệu, nhiên liệu sẽ được đưa ra khoang bơm. Do đó áp suất trong khoang áp suất
sẽ giảm đột ngột, van phân phối sẽ đóng lại nhờ lực căng của lò xo và chấm dứt việc
cung cấp nhiên liệu.
-16-
c.Kết thúc việc phun:
ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L
d.Hành trình cân bằng:
Tiếp theo việc kết thúc phun piston bơm sẽ quay và cửa dầu ra trên thân bơm sẽ
trùng với rãnh cân bằng trên piston. sau đó áp suất nhiên liệu trên đường cao áp từ
giữa cửa xả trên piston và van phân phối sẽ giảm bằng với áp suất daauf trong buồng
bơm .
Hành trinh này sẽ cân bằng áp suất cửa ra cho từng xilanh với mọi vòng quay. Do
Van phân phối được cấu tạo đặc biệt để đảm bảo cho việc đóng kín nhiên liệu
đầu trên của van có bề mặt hình nón nên người ta thường gọi là van hình nón. Van có
vành giảm tải , trục dẫn hướng để dẫn hướng chuyển động của van giúp cho nó luôn
cân bằng.rãnh dọc để dẫn nhiên liệu có áp suất cao, ngoài ra nó còn có giá đỡ, có bề
mặt làm việc tiếp xúc với van hình nón có độ chính xác cao, lò xo giúp van luôn đóng
khi piston chia chưa tạo áp suất cao cho đường xả. Bề mặt làm việc của vành giảm tải,
van hình nón, trục dẫn và giá đỡ có độ chímh xác cao.
2. Nguyên lý làm việc:
Van áp lực làm việc cùng thời gian đối với xilanh bơm chia từ lúc hành trình
cung cấp bắt đầu tới khi kết thúc hành trình đó. Trong hành trình cung cấp van áp lực
liên tục mở.
Ở hành trình cung cấp nhiên liệu, nhiên liệu từ lỗ chia trên piston trùng với
đường xả, nhiên liệu có áp suất cao tới van áp lực thao rãnh dài tác dụng vào vành
thoát tải. Khi áp suất thắng được sức căng của lò xo sẽ đẩy van thoát tải đi lên và khi
hết khoảng chạy giữa đế van và van thoát tải thì van đã mở nhiên liệu đi vào khoang
-18-
ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L
trong thân van rồi theo đường cao áp tới vòi phun bắt đầu quá trình cung cấp nhiên
liệu.
Khi đường dầu ra giảm áp suất, do áp lực cao ở đường cao áp và do lực đẩy của
lò xo van sẽ bị đẩy về vị trí ban đầu, việc phun nhiên liệu kết thúc.
Khi van đi xuống trục van có nhiêm vụ dẫn hướng, rãnh thoát tải có hình dạng đặc
biệt, cuối giai đoạn cung cấp nó phải ngâm trong ống dẫn hướng của van và lập tức
đóng đường áp suất cao để giảm sự nhỏ giọt của nhiên liệu vào trong buồng đốt. Khi
đi hết khoảng chạy của vành giảm tải trong ống dẫn hướng, vành thoát tải giúp van
hình nón đóng êm dịu thì van hình nón hạ xuống thấp vào vị trí của nó làm cho nhiên
liệu tăng trong đường ống nạp đẻ cung cấp cho thể tích sau nó nhằm giảm tải cho rãnh
thoát tải,điều nnày làm giảm áp suất một cách chính xác trong đường cao áp. Nó làm
đóng kim của vòi phun một cách nhanh chóng và dứt khoát.
1.2.6. Bộ điều chỉnh phun sớm:
bơm đi qua lỗ piston của bộ điều khiển phun sơn sẽ hoạt động lên phía cao áp của bộ
điều khiển phun sơn.
-20-
ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L
Lỗ piston này tác động để tránh xung tạo ra dao động áp suất nhiên liệu piston di
chuyển làm cho chốt đẩy giá đỡ con lăn quay theo chiều ngược với chiều quay của
bơm cao áp.
Khi tốc độ động cơ tăng thì áp suất buồng bơm lớn hơn lực của lò xo điều khiển
phun sớm, , piston nén lò xo làm quay giá đỡ con lăn theo chiều ngược với chiều quay
của bơm cao áp, với sự dịch chuyển này cam………… đĩa sẽ tiếp xúc các con lăm
nhanh hơn trước kia, tốc độ thời điểm phun được điều chỉnh sớm hơn trước.
Khi tốc độ động cơ giảm, và lực lò xo lớn hơn áp suất buồng bơm thì giá đỡ con
lăn sẽ di chuyển theo chiều cùng với chiều quay của động cơ do đó làm giẩm góc
phun sơn đi một lượng nhất định do vậy thời điểm phun sẽ trễ hơn.
Ngoài ra bộ điều khiển phun sớm còn có thể được bổ sung: bộ điều khiển phun
sớm dùng van phụ vào tải để thay đổi thời điểm phun nhiên liệu theo tải, theo tốc độ
động cơ một cách chính xác nhất.
2/ Bộ điều khiển phun sớm có van phụ:
a. Cấu tạo
Hình vẽ: Cấu tạo bộ điều khiển phun sớm có van phụ
-Cấu tạo bộ phận điều khiển thời điểm phun có van phụ được thể hiện như hình
vẽ: qua việc bổ sung một vài chi tiết như van phụ và sự thay đổi các chi tiết (như
-21-
ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L
piston, lò xo, vỏ hộp )làm thây đổi đường dẫn của nhiên liệu, bộ điều khiển phun
sớm có van phụ khác với bộ điều khiển phun sớm tiêu chuẩn.
Đối với bộ điều khiển phun sớm có van phị thì áp suát buồng bơm không tác
dụng trực tiếp vào buồng áp suất cao mà nhiên liệu đi qua van phụ trước khi tác
động vào buồng áp suất cao.
Lò xo bộ điều khiển phun sớm không đẩy vào piston bơm mà đẩy vào van phụ
sớm sẽ không thay đổi và lúc này piston sẽ đứng yên một chỗ.
Khi áp suất trong buồng bơm giảm:
Từ trạng thái ổn định, khi áp suất nhiên liệu trong buồng bơm giảm thì lực lò xo sẽ
làm cho van phụ di chuyển qua bên phải. Buồng áp suất cao được thông với đường áp
suất thấp qua đường nhiên liệu ở van phụ.Vì vậy dầu ở buồng áp suất cao sẽ theo
đường dẫn thoát ra để đi vào buồng áp suất thấp và piston sẽ di chuyển về phía phun
trễ nhiên liệu(phía phải) sau đó piston tiếp tục ở trạng thái ổn định.
Vị trí phun lớn nhất:
Khi áp suất buồng bơm lớn hơn lực lò xo thì piston sẽ di chuyển đến khi mặt cuối
của nó tiếp xúc với mặt bên của buồng áp suất thấp. Lúc này néu áp suất của buồng
bơm có thể tăng hơn nữa thì piston cũng không thể dịch chuyển thêm nữa về phía
phun nhiên liệu sớm, nên đây chính là vị trí phun nhiên liệu sớm nhất.
Như vậy nếu piston được di chuyển bởi chuyển động phản lực thì những hoạt
động giống như trên(khi áp suất buồng bơm thay đổi) sẽ được lặp lại cho đến khi
đạ đến trạng thái ổn định.
-23-
ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L
3.Bộ điều khiển phun sớm theo tải động cơ:
a.Cấu tạo
Hình vẽ: Cấu tạo bộ điều khiển phun sớm theo tải động cơ
Bộ điều khiển sớm theo tải động cơ có chức năng làm trễ thời điển phun với
điều kiện tải một phần trong phạm vi tốc độ thấp và trung bình để giảm bớt khí
thải và tiếng ồn của động cơ.
Với bộ điều khiển phun sớm theo tải,ống ngoài trục bộ điều tốc, trục bộ điều
tốc, vỏ bơm cao áp điều có cáu tạo đặc biệt giúp cho nhiên liệu di chuyển dễ dàng
từ cửa điều khiển ống ngoài trục bộ điều tốc,đi qua trục bộ điều tốc và vỏ bơm tới
phía áp suất thấp.Khi quả văng khép lại thì cửa điều khiển ống ngoài trục bộ điều
tốc không thông với đường dẫn nhiên liệu trên trục bộ điều tốc. Khi tốc độ động
cơ lớn thì quả văng sẽ mở ra đường dẫn nhiên liệu được lưu thông.
b.Nguyên lý làm việc:
-25-
Copyright: Tài liệu đại học ©