TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chương I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL
Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel khác với hệ thống nhiên liệu động cơ xăng,
trong hệ thống nhiên liệu động cơ diesel nhiên liệu được phun trực tiếp vào buồng
cháy của động cơ, hòa trộn với không khí ở nhiệt độ cao tạo hỗn hợp và bốc cháy.
Thời gian bắt đầu phun nhiên liệu giống như thời điểm đánh lửa trong động cơ xăng.
Tuy nhiên nhiên liệu cũng phải được phun sớm trước điểm chết trên ở cuối kỳ nén để
quá trình cháy nhiên liệu được triệt để.
1. 1. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI.
1. 1. 1 Công dụng.
+ Dự trữ nhiên liệu đảm bảo cho động cơ có thể làm việc liên tục trong một thời
gian nhất định, không cần tiếp thêm nhiên liệu,lọc sạch nước, tạp chất cơ học lẫn nhiên
liệu, giúp nhiên liệu chuyển động thông thoáng trong hệ thống.
+ Cung cấp nhiên liệu đảm bảo tốt các yêu cầu sau;
-

Lương nhiên liệu cung cấp cho mỗi chu trình phải phù hợp với chế độ làm việc

của đông cơ.
-

Phun nhiên liệu phải đúng thời điểm, đúng quy luật mong muốn.

-

Nhiên liệu phun vào các xilanh phải đồng đều.

-


 Hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel sử dụng bơm cao áp PE
Hình 1. 1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu diese sử dụng bơm cao áp PE.

1- Thùng dầu , 2 – Bơm thấp áp , 3 – Bơm cao áp, 4- Bầu lọc, 5 – Đường nhiên liệu
cao áp, 6 – Vòi phun, 7 – Đường nhiên liệu hồi, 8 – Van hồi nhiên liệu,
9 – Đường hồi nhiên liệu thừa về thùng.
Bơm cao áp PE được dùng phổ biến trên các động cơ diesel ô tô như máy kéo như
MTZ,IFA, KAMAS,TOYOTA…
Đặc điểm của hệ thống
-

Bơm cao áp là tổ hợp của nhiều nhánh bơm

-

Mỗi nhánh bơm cung cấp nhiên liệu cao áp cho một xi lanh của động cơ, nhiên liệu

cao áp được cấp từ bơm cao áp tới các vòi phun thông qua các ti ô cao áp
-

Việc điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp thông qua thanh răng và vành răng làm

thay đổi vị trí của piston so với xilanh.



Hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel sử dụng bơm cao áp VE.

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

- Bơn cao áp là bơm piston vừa có nhiệm vụ nén nhiên liệu đến áp suất cao vừa có
nhiệm vụ phân phối nhiên liệu đến các xilanh của động cơ, nhiên liệu cao áp được cấp
từ bơm cao áp tới các vòi phun thông qua các ti ô cao áp
- Lượng nhiên liệu phun được quyết định bởi tải trọng thông qua bàn đạp ga quyết
trịnh vị của quả ga

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

4

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel điện tử sử dụng vòi phun thông thường

Hình 1. 3: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống cung cấp nhiên liệu điesel điều khiển điện
tử sử dụng vòi phun thông thường
Phạm vi ứng dụng rộng dãi cho xe du lịch, xe khách,xe tải nhẹ,xe lửa và tàu
thuỷ.
Đặc điểm:
-

Hệ thống được chia thành 3 nhóm cơ bản: Nhóm cung cấp nhiên liệu( gồm thùng

chứa nhiên liệu, bộ lộc, bơm cao áp có bơm thấp áp, van phân định lượng và vòi

cao áp,5- Đường nối cảm biến áp suất đến ECU,6- Cảm biến áp suất,7- Common Rail
tích trữ và điều áp,8- Van an toàn,9- Vòi phun,10- Các cảm biến đến ECU và bộ điều
khiển thiết bị EDU,11- Đường về nhiên liệu thấp áp ECU và EDU.
Đặc điểm
-

Hệ thống Common Rail là hệ thống phun kiểu tích áp. Một bơm cao áp riêng

biệt được đặt trong than máy tạo ra áp suất liên tục, áp suất này chuyển tới và tích lại
trong ống phân phối và sau đó được cung cấp tới các vòi phun theo thứ tự nổ của từng
xi lanh.
-

Áp suất phun cao, không đổi trong suốt quá trình phun.

-

Quá trình phun thường được chia thành nhiều giai đoạn ( 3 hoặc 4)

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

6

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN
-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

a,lỗ thông với đường dầu hồi b. xilanh 9 có các đương nạp, đường dầu hồi, lỗ định
lượng và các lỗ nối đường nạp và đường dầu hồi. Đầu vòi phun 10 có các lỗ phun và
tỳ hình côn tiếp xúc với kim phun. Trên mặt tiếp xúc hay lắp ghép giũa xilanh 9 va 10
có rãnh nhiên liệu 13 nối thông đường nhiên liệu phía sau van 1 chiều 12 với lỗ định
lượng 11. Đai ốc ống nối 8 ép chặt đầu phun 10 với xilanh 9 vào than 4. Lò xo 3

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

7

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

thông qua đĩa 2 đẩy piston 7 đi lên, còn cần piston 1 nhờ cơ cấu dẫn động đẩu piston đi
xuống làm cho piston đi lên thực hiện bơm nhiên liệu.

 Bơm- vòi phun điện tử HEUI
Hình 1. 6 Bơm vòi phun điện
tử
Kim phun; 2,9,12,15. Lò xo; 3,6,19 Lõ
hồi nhiên liệu. 4. Ống nối; 5. Van triệt
hồi; 7. Piston; 8. Xilanh; 10. Piston
tăng cường; 11,16,17. Đường dẫn dầu;
12. Thân van; 13. Cuộn dây điện; 14.
Van đóng mở đường dầu; 18. Rãnh
vòng trên piston;20. Lỗ dẫn nhiên liệu

-

Việc nén và cấp nhiên liệu được thực hiện nhờ cam nhiên liệu

-

Điều khiển thời điểm cung cấp nhiên liệu và lượng nhiên liệu cung cấp thông

qua tín hiệu điện từ điều khiển van điện từ 11

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

9

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chương II: SƠ ĐỒ , NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL
Hệ thống nhiên liệu trên động cơ diesel gồm các bộ phận chính như sau:
Đường dầu hạ áp, đường dầu về, bơm cao áp, kim phun nhiên liệu, thùng chứa nhiên
liệu, bơm nhiên liệu thấp áp, lọc sơ cấp lọc thứ cấp, van an toàn….
Hiện nay trên động cơ diesel được trang bị rất nhiều loại bơm như: Bơm cao áp
PE,VE, P. S. B, C. A. V – D. P. A; Bơm liên hợp UP, GM: Bơm cá nhân PF. v. v…
2. 1. Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel
 Mô tả toàn bộ hệ thống nhiên liệu trên động cơ diesel:


 Nguyên lý làm việc:
Khi khởi động cơ khi đó trục cơ quay dẫn động cho trục bơm PE làm việc khi bơm
làm việc sẽ dẫn động và điều khiển cho bơm thấp áp và cao áp . Khi piston đi xuống
thì nhiên liệu từ khoang nhiên liệu thấp áp tràn vào buồng chứa thể tích công tác bao
gồm phía trên piston và rãnh lõm ở đầu piston, khi piston đi lên nhiên liệu bị ép và bị
đẩy một phần qua lỗ,khi piston tiếp tục đi lên đống các cửa nạp và cửa xả từ dó nhiên
liệu được nén bởi piston và xi lanh sau đó đến dường ống cao áp và đến vòi phun.
GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

11

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

2. 1. 2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel sử dụng bơm cao áp VE
 Sơ đồ cấu tạo.

Hình 2. 3: Bơm cao áp phân phối
1. Thùng chứa;2. Trục bơm; 3. Van ổn áp; 4. Quả văng;5. Bộ lọc;
6. Trục bộ điều tốc; 7. Cần ga; 8. Lò xo; 9. Khoang chứa nhiên liệu; 10. Van dầu hồi; 11.
Cơ cấu dẫnđộng ga;12. Van điện cắt nhiên liệu; 13. Thân bơm; 14. Đường nạp; 15. Rãnh
nạp; 16. Cửa chia; 17. đầu nối vòi phun; 18. Van cao áp;19. Đường chia;20. Đường
xả;21. Quả ga22. Trục piston; 23. Cơ cấu điều chỉnh góc phun sớm; 24. Đĩa cam; 25.
Giá con lăn; 26. Bánh răng dẫn động; 27. Bơm cánh gạt; 28. Bơm chuyển
 Nguyên lý hoạt động.
- Khi bật khóa điện ON, van điện từ cắt nhiên liệu được kéo vào trong, đường thông

tích áp. Một bơm cao áp riêng biệt được đặt trong thân máy tạo ra áp suất liên tục. Áp
suất này chuyển tới và tích lại trong ống phân phối (rail) cung cấp tới vòi phun theo
thứ tự làm việc của từng xilanh. ECU điều khiển lượng nhiên liệu phun và thời điểm
phun một cách chính xác bằng cách sử dụng các van điện từ.
- Khi bật khóa điện ECU điều khiển cho bơm điện đặt trong thùng nhiên liệu điều
khiển đẩy nhiên liệu qua bầu lọc nhiên liệu cung cấp cho bơm thấp áp kiểu bánh răng
nằm trong bơm cao áp. Khi khởi động động cơ bơm bánh răng làm việc sẽ cung cấp
nhiên liệu cho bơm cao áp làm việc. Khi động cơ làm việc ECU sẽ điều khiển cho
bơm điện ngừng hoạt động. Nhiên liệu có áp suất cao được tạo ra từ bơm cao áp đưa
GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

13

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

đến ống phân phối. Từ ống phân phối nhiên liệu được phân phối đến các vòi phun của
động cơ. ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến và phát tín hiệu đến các vòi phun. ECU
tính toán và quyết định lượng nhiên liệu cung cấp đúng thời điểm phun cho động cơ.
Lượng dầu hồi từ ống phân phối và các vòi phun sẽ theo hai đường dầu hồi một
đường quay trở lại bơm bánh răng, còn một đường quay trở lại thùng nhiên liệu.
2. 1. 4. Hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail
 Sơ đồ cấu tạo:

Hình 2. 5: Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail
1-Thùng dầu, 2-Bơm cao áp Common Rail, 3- Lọc nhiên liệu, 4- Đường cấp nhiên liệu

2. 2. 1. 1 Bơm cao áp PE
a. Sơ đồ cấu tạo bơm cao áp PE

Hình 2.6: Sơ đồ cấu tạo bơm PE

1. Bộ điều tốc; 2. Bơm chuyển nhiên liệu; 3. Cơ cấu tự động
điều chỉnh góc phun sớm; 4. Trục cam bơm cao áp; 5. Vít xả
không khí; 6. Cửa chặn; 7. Các tổ bơm; 8. Vỏ bơm
- Bơm cao áp PE là một loại bơm gồm nhiều nhánh bơm gép chung thành một
khối nó gồm các bộ phận chính sau :
- Vỏ bơm được đúc bằng thép hoạc hợp kim nhôm trên đó có bệ để bắt bơm, các
lỗ bắt đầu ống dầu, vít xả e, vít chặn xilanh, rãnh lắp phần đuôi của piston. Thân bơm
được chia làm 3 phần trong đó có chứa các chi tiết sau:
+ Phần trên: là khoang chứa nhiên liệu thông giữa các nhánh bơm với nhau.
GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

15

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

+ Phần giữa: bên trong có chứa các cặp piston – xilanh tương ứng với số
xilanh của động cơ, các vòng răng, và trục thanh thước điều khiển. Trên vòng răng có
vít điều chỉnh vị trí tương đối của piston và xilanh.
+ Phần dưới: bên trong có chứa trục cam số cam bằng số xilanh động cơ và
một cam để dẫn động cho bơm thấp áp. Dưới trục cam là đáy bơm có chứa dầu bôi

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 2. 7: Cấu tạo một tổ bơm cao áp PE.

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

17

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 2. 8: Sơ đồ công tác bơm cao áp.
I : Piston đi xuống hút nhiên liệu.
II : Piston đi lên bắt đầu nén nhiên liệu.
III : Piston đóng hai cửa nạp.
IV : Nhiên liệu đươc nén vào đường ống cao
V : Piston bắt đầu mở lỗ xả.

áp đến vòi phun
VI : Nhiên liêu đi ra ngoài qua lỗ xả.

Hình 2. 9: Sơ đồ vị trí tương đối của lỗ thoát đối với đỉnh piston.
2. 2. 1. 2 Bơm cao áp VE
a. Sơ đồ cấu tạo:

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

19

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

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 trục.
Con lăn của bơm phân phối chuyển động xoay tròn, lên xuống sẽ tác động lên đầu
piston bơm, nhờ đó piston có thể vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến.
Tại đầu bơm phân phối có bộ tắt máy bằng điện, van phân phối và các ống van
phân phối. Bộ điều chỉnh tốc độ li tâm(bộ điều tốc) được cấu tạo bởi các má băng và
hệ thống tay đòn điều chỉnh cùng van trượt. Phía dưới bơm có bộ điều chỉnh phun sớm
bằng áp suất thủy lực. Phía trên có tay đòn điều chỉnh số vòng quay và hai vít điều
chỉnh không tải, điều chỉnh số vòng quay định mức.
b. Nguyên lý hoạt động.
Khi khởi động động cơ lúc đó bơm cung cấp nhiên liệu sẽ hoạt động và hút
nhiên liệu sẽ thắng sức căng của lò xo đảy van điều áp đi lên, lúc này nhiên liệu sẽ qua
đường dẫn quay trở về đường nạp nhiên liệu ban đầu trong khoang bơm. Luợng nhiên
liệu cần thiết sẽ được đưa vào buồng trong của bơm phân phối tại đó để làm mát và
thường xuyên tự xả E cho bơm, một lượng nhiên liệu nhất định luôn chạy qua van dầu
hồi trở về thùng nhiên liệu.
Khi piston đi xuống, lúc này rãnh vát trên đầu piston mở cửa nạp. Nhiên liệu
trong khoang bơm sẽ qua đường nạp vào rãnh vát của piston chia tới khoang cao áp

tiến nhưng không có nhiên liệu cung cấp nên động cơ sẽ ngừng làm việc.

2. 2. 1. 3. Bơm cao áp VE điều khiển điện tử
a. Sơ đồ cấu tạo

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

21

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình

Hình 2. 11: Bơm VE hướng trục điều khiển điện tử


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1. Cơ cấu điều ga; 2. Biến trở; 3. Cuộn dây điện từ; 4. Piston điều khiển phun sớm;
5. Van điện tắt máy; 6. Xilanh bơm; 7. Piston bơm;8. Van điều khiển phun sớm
b. Nguyên lý làm việc:
Bơm sơ cấp hút nhiên liệu từ bình, nén trong thân bơm tới áp suất p1 và sử dụng một
piston để đưa nhiên liệu áp suất cao tới mỗi vòi phun bằng chuyển động tịnh tiến và
quay. Cơ cấu ga điện từ điều khiển lượng nhiên liệu phun và kiểm soát tốc độ của
động cơ để ngăn động cơ chạy quá tốc độ và ổn định tốc độ chạy không tải. Cơ cấu
điều khiển phun sớm sử dụng một van TCV để thực hiện điều khiển phun sớm.
Khi bật khóa điện ON, van điện từ cắt nhiên liệu mở đường dầu từ khoang bơm đến
khoang xylanh. Bơm sơ cấp quay hút nhiên liệu từ bình nhiên liệu, qua bộ lắng đọng
nước và bộ lọc nhiên liệu, đi vào khoang bơm tạo ra áp suất p1.
Trong hành trình sang trái của piston 9, rãnh xẻ ở đầu piston trùng với cửa nạp thì dầu

cháy.
Trong hành trình tiếp theo, quá trình nạp, nén và phun nhiên liệu cũng được thực hiện
tương 6tự đối với các xylanh khác của động cơ. Việc
này được
hiện nhờ một lỗ
1 – Đường
dầu thực
cao áp.
Hình 2. 18 Sơ đồ cấu tạo
trích giữa
đầu
5 piston bơm (gọi là cửa chia dầu) và 2 – Đường dầu hồi.
bơm cao áp điên từ.
chia của bơm.
3 – Bơm bánh răng.
4

2. 2. 1. 4 Bơm cao áp điều khiển điện tử.
a. Sơ đồ cấu tạo:
3

2 s Nguyễn Kim Kỳ
GVHD:Th.
1

1 – đường dầu cao áp ,
4 – Đường dầu cung cấp.
2 – đường dầu hồi,
5 – Van an toàn.
8 3 – bơm bánh răng ,

được bơm tạo ra chuyển tới ống rail của hệ thống. Loại bơm này có thể tạo ra áp suất
cực đại là 1350 bar.

2. 2. 2 Vòi phun

Hình 2. 13: Sơ đồ cấu tạo vòi phun.

 Vòi phun cơ khí.

1- Nắp chụp, 2- Vít điều chỉnh,

a. Cấu tạo:

3- Lò xo, 4-Thân,

Thể hiện kết cấu chung của một vòi phun
nhiênđẩy,
liệu6-gồm
5- Cần
Đaiba
ốc,phần chính
7,13 – Đệm ,
8- Kim phun,
9- Khoang nhiên liệu,
10- Thân ổ kim phun,
11- Rãnh trong bộ phân phối ,
14- Đai ốc lò xo voi phun,
GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình

chỉnh. Trị số tiết diện đi qua của lỗ phun phụ thuộc vào chiều cao nâng của kim phun,
cho nên kim phải được nâng lên một độ cao xác định. Chiều cao nâng càng lớn nhiên
liệu được vòi phun phun ra càng lớn.

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

24

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Khi thay đổi lực căng của lò xo 3 áp suất bắt đầu phun và thời điểm nhiên liệu
bắt đầu phun ra khỏi vòi phun sẽ thay đổi. Do đó lò xo càng siết mạnh thì áp xuất phun
càng phải cao để thắng lực cản của lò xo và nâng kim phun. Để tạo nên áp suất phun
nhiên liệu trục cam phải quay đi một góc lớn tới thời điểm bắt đầu nâng kim phun so
với góc mà trục cam phải quay khi lực căng của lò xo yếu hơn. Khi đó nhiên liệu phun
bị ép mạnh hơn và thời điểm bắt đầu phun muộn hơn.
Yêu cầu áp suất nhiên liệu thấp hơn để nâng kim phun và khi đó thời điểm bắt
đầu phun nhiên liệu sớm hơn.
 Vòi phun điên tử.
a.

Sơ đồ cấu tạo.

Hình 2. 14 Vòi phun điều khiển điện tử
1. Cuộn dây;2. Van từ; 3. Dầu vào; 4. Giclơ ra;