Nghiên cứu ảnh hởng của chất lợng
bơm cao áp tới độ suy giảm lợng cấp nhiên
liệu chu trình trong động cơ Diesel

PGS. TS. Nguyễn đức tuấn
Bộ môn Cơ khí ôtô
NCS. Lê hoài đức
Bộ môn Động cơ đốt trong
Khoa Cơ khí - Trờng Đại học GTVT

Tóm tắt: Bơm cao áp l một trong những tổng thnh hết sức quan trọng trên động cơ
Diesel. Chất lợng của bơm sẽ có ảnh hởng trực tiếp tới chất lợng lm việc của động cơ. Nội
dung bi báo giới thiệu phơng pháp xây dựng mối quan hệ của lợng hao mòn cặp piston -
xilanh bơm cao áp với độ suy giảm lợng cấp nhiên liệu chu trình

g
ct
. Thông qua chỉ tiêu ny
sẽ có tác động tới chất lợng lm việc của hệ thống cung cấp nhiên liệu v tới các chỉ tiêu Kinh
tế - kỹ thuật của động cơ.
Summary: A high-pressure pump is one the of important components in a diesel engine.
Its quality affects directly the quality of the engine operation. The article introduces the method
of building the relation between the amount of corrosions in the piston - cyclinder and the
decrease of fuel in cycle

g
ct
. This specification will affect the performance of the fuel system
and the economic - technical standards of the diesel engine.


cơ mà lợng dầu Diesel rò lọt qua khe hở của
cặp piston - xilanh bơm g
ct
sẽ có giá trị khác
nhau. Tuy nhiên, nếu xét cùng một loại bơm
cao áp, lắp trên cùng một động cơ sử dụng
cùng một loại nhiên liệu và ở cùng một chế độ
vận hành thì giá trị của g
ct
chỉ còn phụ thuộc
vào mức độ hao mòn của cặp piston - xilanh
bơm và nhiệt độ của nhiên liệu trong quá trình

làm việc.
Khi bơm cao áp bị hao mòn nhiều, nhiệt
độ nhiên liệu tăng lớn có thể dẫn đến sự hao
hụt đáng kể lợng nhiên liệu qua khe hở của
cặp piston và xilanh bơm hay chính là làm
tăng lợng suy giảm nhiên liệu chu trình g
ct
.
Nếu ta gọi I là khe hở giữa piston và
xilanh của bơm cao áp khi đó xét một phần tử
chất lỏng đợc đặt trong hệ trục toạ độ xyz
nh hình 1. Ta có:
+






+=+ (1)
Suy ra:
xdy
dp


=
(2)
Mặt khác, theo giả thiết Niutơn thì ứng
suất tiếp gây ra do sự ma sát bên trong các
lớp chất lỏng tỷ lệ với Gradian vận tốc [3]:
dx
dv
.=
(3)
Với: v - tốc độ dịch chuyển của lớp nhiên
liệu theo phơng y.
Suy ra:
2
2
x
v
.
x


=



.
.2
1
v ++









=
(6)
Khi x = 0 thì v = C
P
nên ta có C
2
= C
P
; (7)
Khi x = I thì v = 0 nên ta có
I.
dy
dp
.
.2
1
I




+









=

(9)
Hay






+







dx.
I
x
1.Cdx).x.Ix.(
dy
dp
.
.2
1
.bg
I
0
P
2
ct







+











= (13)
2
I.C
I.
dy
dp
.
.12
1
.d.g
P
3
ct
+




















=
(15)
trong đó:
d - đờng kính xilanh bơm cao áp
I - khe hở cặp piston - xilanh bơm cao áp
p - áp suất trong khoang cao áp của bơm

p
0
- áp suất tại cửa nạp của bơm
y - chiều dài phần trợt của piston bơm
cao áp
C
p
- tốc độ của piston bơm cao áp
- độ nhớt động lực của nhiên liệu ứng
với nhiệt độ làm việc.
Sự phụ thuộc của độ nhớt động lực trung
bình vào áp suất và nhiệt độ của nhiên liệu
đợc tính theo công thức sau [3]:
(
)( )
[
]

(theo kết quả
phân tích của Viện dầu khí đối với mẫu dầu
thử trong thí nghiệm).

Trong công thức (15) thì áp suất trong
khoang cao áp của bơm p và chiều dài phần
trợt của piston bơm cao áp y là một hàm
các thông số về kết cấu và vận hành của bơm
cao áp. Nh vậy để có thể xác định chính xác
giá trị của lợng suy giảm nhiên liệu chu trình
g
ct
chúng ta cần sử dụng công thức (15) kết
hợp với hệ phơng trình vi phân trong bơm
cao áp, trên đờng ống và trong vòi phun
trong hệ thống cung cấp nhiên liệu của động
cơ.
Nếu ta gọi
%100.
g
g
Y
ct
ct

=
là độ suy
giảm nhiên liệu chu trình tơng đối trên một
đơn vị lợng cấp nhiên liệu chu trình. Khi đó,
hàm số Y = f(I) cũng là một hàm bậc 3 theo

0
C
thì độ suy giảm nhiên liệu chu trình tơng đối
Y tăng từ 1 đến 7 %. Đối với bơm cao áp mới
thì ảnh hởng của nhiệt độ nhiên liệu là không
đáng kể nhng ở các bơm cao áp cũ, nhóm
piston - xilanh bơm bị hao mòn nhiều thì khi
nhiệt độ nhiên liệu tăng, giá trị của Y sẽ tăng
rất nhanh.
- Khi độ hao mòn cặp piston - xilanh bơm
cao áp I tăng từ 1 - 4 m thì độ suy giảm
nhiên liệu chu trình tơng đối Y tăng ở mức
độ vừa phải (khoảng từ 6 đến 9%). Khi độ hao
mòn cặp piston-xilanh bơm cao áp I vợt
quá 4 - 5 m, độ suy giảm nhiên liệu chu trình
tơng đối Y sẽ tăng vọt đặc biệt là khi nhiệt
độ của nhiên liệu sử dụng cao (ở nhiệt độ 50
0
C
trung bình là 8.5%/m )
Tóm lại: khi sử dụng bơm cao áp cũ có
lợng hao mòn lớn trong điều kiện khí hậu
nhiệt đới có nhiệt độ tơng đối cao nh ở Việt
Nam thì độ suy giảm nhiên liệu chu trình

tơng đối Y tăng một cách đáng kể so với
khi sử dụng ở các vùng có nhiệt độ thấp nh ở
các nớc ôn đới. Điều này sẽ ảnh hởng trực
tiếp tới lợng nhiên liệu phun vào xilanh và
chất lợng tạo hỗn hợp trong động cơ, thông

b=.d
dy
dx

p + (dp/dy)dy
dy

p
dx
+ (/x)dx

Wp
dz
dx
dy
X
z
0
h
o
Y
Xilanh
Piston

Hình 1. Mô hình một phần tử chất lỏng
Hàm Y=f[t,I]
0
20
40
60

bị. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, 1990.
[4]. Nguyễn Đức Tuấn, Lê Hoi Đức. Xác định tuổi

bền bơm cao áp theo chỉ tiêu hiệu quả kinh tế. Tạp
chí Khoa học Giao thông vận tải 11 năm 2003.
[5].
. , ..

.
. , 1969.
[6]. . , . .


.
. , 1972.
[7]. Automotive mechanics. New York, 1994.
[8]. Modern automotive mechanics. New York,
1985