›
›

Bài giảng Giới thiệu chung về hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diezel sử dụng bơm cao áp phân phối

doc 55 trang hapham 260
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Giới thiệu chung về hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diezel sử dụng bơm cao áp phân phối", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docbai_giang_gioi_thieu_chung_ve_he_thong_cung_cap_nhien_lieu_d.doc

Nội dung text: Bài giảng Giới thiệu chung về hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diezel sử dụng bơm cao áp phân phối

  1. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Bài giảng GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIEZEL SỬ DỤNG BƠM CAO ÁP PHÂN PHỐI -1-
  2. 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. -2-
  3. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L 1.3. Phân loại: Có nhiều kiểu phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu DIEZEL sủ dụng bơm cao áp phân phối nhưng ngày nay dựa vào hình thức hoạt động của bơm người phân thành: - Hệ thống cung cấp nhiên liệu DIEZEL sử dụng bơm cao áp trang bị bộ điều tốc điều khiển bằng cơ năng. -Hệ thống cung cấp nhiên liệu DIEZEL sử dụng bơm cao áp điều khiển bằng thiết bị điện tử . -3-
  4. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L II. SƠ ĐỒ CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CHUNG CỦA HỆ THÔNGS CUNG CẤP NHIÊN LIỆU DIEZEL SỬ DỤNG BƠM CAO ÁP PHÂN PH 2.1 Sơ đồ cấu tạo: Hình 1: Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống cung cấp nhiên liệu DIEZEL sử dụng bơm cao áp phân phối Trang bị bộ điều tốc cơ khí 2.2 Nguyên lý làm việc: - Trục dẫn động bơm cao áp được quay nhờ Curoa căng(hoặc bánh răng) dầu DIEZEL được bơm cung cấp nhiên liệu hút qua bộ tách nước và lọc dầu tới đường dầu vào bơm cao áp. -4-
  5. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Bộ lọc dầu có tác dụng lọc sạch các cặn bẩn trong dầu DIEZEL và bộ tách nước gắn ở phía dưới của bộ lọc dầu để loại bỏ nước có lẫn trong nhiên liệu. Khi trục bơm quay nhiên liệu được hút vào bơm cung cấp và theo đường dẫn vào trong buồng cao áp. áp suất nhiên liệu tỉ lệ thuận với tốc độ của trục bơm(tốc độ của động cơ ) và khi áp suất này vượt quá trị số quy định thì nhiên liệu thừa sẽ được hồi về khoang áp lực thấp qua van điều tiết áp suất nhiên liệu đặt ở đường ra của bơm cung cấp. Nhiên liệu trong khoang bơm cao áp qua đường vào phía đầu bơm đi vào buồng áp suất. Tại đó áp suất của nó sẽ tăng lên do Piston vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến. Nhiên liệu sau đó sẽ qua cửa ra của buồng áp suất thắng được sức căng của lò xo van triệt hồi(van phân phối) rồi theo đường cao áp phun vào động cơ qua vòi phun. 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 -5-
  6. 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. -6-
  7. 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 trục . Con lăn của bơm phân phối chuyển động xoay tròn, lên xuống sẽ tác động lên đàu piston bơm, nhờ đó piston có thể vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến. -7-
  8. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L 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. 1.1.2. Nguyên lý làm việc: Khi khởi động động cơ lúc đó bơm cung cấp nhiên liệu se hoạt động và hút nhiên liệu từ thùng nhiên liệu qua bộ tách nước, bầu lọc tới đường dầu vào bơm cao áp rồi được đưa tới bơm cánh gạt. Nhiên liệu được cung cấp trực tiếp từ bơm này vào trong khoang bơm. Nhiên do bơm cánh gạt cung cấp có áp suất vượt quá áp suất của bơm phân phối, để giảm bớt áp suất này trên đuờng ra của bơm cánh gạt người ta có lắp một van điều chỉnh áp suất. Khi áp suất đạt đến một giá trị nhất định sẽ thắng sức cang của lò xo đảy van điều áp đi lên, lúc này nhiên liệu se qua đường dẫn quay trở về đường nạp nhiên liệu ban đầu trong than bơm. Luợng nhiên liệu cần thiết sẽ được đưa vào buuồng trong của bơm phân phối tại đó để làm mát và thường xuyên tự sả 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 của bơm phân phối. Piston bơm phân phối nhận chuyển động quay từ cam và con lăn. Số vấu cam của đĩa cam hay số lần chuyển động lên xuống của con lăn chính bàng số Xilanh mà động cơ có. Cam lăn mang chuyển động qua cam quay qua đó nó tác động thành chuyển động tịnh tiến cảu đĩa cam và làm cho Piston vừa chuyển động tịnh tiến vừa chuyển động quay. Qua chuyển động quay sẽ tạo lên việc đóng mở của rãnh vát và đường dầu 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. -8-
  9. 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 -9-
  10. 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. 2. Nguyên lý làm việc của bơm cánh gạt: Khi trục chuyển động quay, Roto được lắp cố định ở trên trục sẽ quay theo, nhờ lực li tâm cánh gạt sẽ văng ra, nhiên liệu từ đường dầu vào đến cửa nạp của bơm. Do cấu tạo vòng lệch tâm nên cánh gạt của bơm sẽ văng ra lớn nhất nguyên liệu vào trong khoảng không gian cánh gạt, Roto, vòng lệch tâm . Roto tiếp tục quay làm cánh gạt tiếp xúc với vòng lệch tâm dầu ngày càng thu hẹp lại, do vòng lệch tâm dầu bị nén lại tạo áp suất. Khi Roto tiếp tục quay khoang nhiên liệu bị nén đến cửa xả và theo lỗ xả đến đường dẫn đi vào khoang phía trong của bơm để cung cấp cho Piston chia. áp suất của nhiên liệu sẽ tăng lên khi số vòng quay của trục khuỷu động cơ tăng. Khi áp suất nhiên liệu trong khoang bơm tăng để điều chỉnh áp suất theo số vòng quay của động cơ thì Van điều áp được bố trí trên đường xả của bơm cánh gạt sẽ hoạt động khi đó áp suất trong khoang bơm sẽ đủ lớn để thắng sức căng của lò xo van điều áp đẩy Piston van điều áp đi lên làm mở cửa dầu hồi, nhiên liệu từ cửa xả của bơm cánh gạt qua đường dầu hồi về đường dầu lạp trong thân bơm ngoài ra trên lắp máy còn có lắp đường dầu hồi về thùng nhiên liệu. 1.2.2 Van điều áp và đường dầu hồi 1. Van điều áp -10-
  11. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L 1. Đệm cao xu 2. Lò xo 3. Xi lanh (thân van) 4. Lỗ cân bằng áp suất 5. Lỗ dầu hồi 6. Đường dầu ra 7. Đường dầu đến 8. Piston 9. Ren Hình vẽ: Cấu tạo van tiếp lưu (van điều áp) Áp suất nhiên liệu ở bơm cung cấp tăng tỉ lệ thuận với tốc độ bơm, tuy nhiên 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 -11-
  12. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L 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. 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 khoan nó làm thay đổi bằng một lượng nhiên liệu trả lại thùng nhiên liệu qua lỗ khoan nhỏ khoảng 0,6 mm. Nó chia nhiên liệu tràn qua và hạn chế sự tan chảy khi có mặt lỗ khoan có kích thước được tính toán để duy trì bởi vì dù đã xác định áp suất đúng theo yêu cầu của lỗ khoan, nó điều khiển lượng nhiên liệu, áp suất nhiên liệu ngoài ra nó còn có tác dụng là dùng để xả e (Khí) ở trong của khoang cao áp 1.2.3 Bộ tắt máy (Van ngắt nhiên liệu) 1. Bộ tắt máy bằng cơ khí a. Cấu tạo -12-
  13. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L 1. Tay đòn phía ngoài 2. Tay đòn khởi đông 3. Van kết lưu 4. Piston chia 5. Tay đòn phía trong 6. Chốt 7. Tay đòn tỳ 8. Chốt 9. Lỗ thoát nhiên liệu Hình vẽ: Bộ tắt máy bằng cơ khí b. Nguyên lý làm việc Bộ tắt máy bằng cơ khí do người lái điều khiển thông qua dây cáp đến cánh tay đòn.Tay đòn bên ngòai nối với tay đòn bên trong, nó sẽ dịch chuyển theo khi đầu dưới của tay đòn tác động vào tay đòn khởi động,làm lò xo khởi động bị nén lại, khi tay đòn khởi động và tay đòn điều chỉnh tiếp xúc với nhau. Lúc này người lái xe vẫn tiếp tục kéo dây cáp làm tay đòn tiếp tục dịch chuyển đẩy đầu trên củ cơ cấu dẫn động ga về phía phải cho đầu dưới của cơ cấu dẫn động ga về phía trái.Qua đó nó làm cho van tiết lưu dịch chuyển về phía bên trái lạm mở lỗ xả nhiên liệu trên piston của bơm phân phối. Lúc này do động cơ vẫn làm việc, piston chia vẫn vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến lên xuống nhưng do không tạo được áp 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: -13-
  14. 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 -14-
  15. 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 chuyển động tịnh tiến thông qua đĩa cam và con lăn đặt trên vòng lăn. Đĩa cam đựợc nối với trục bằng khớp nối rằng buộc. Piston được nối với đĩa cam bằng một rãnh. Trên piston có lắp van tiết lưu để điều chỉnh áp suất (lượng) nhiên liệu cung cấp cho từng chế độ làm việc cưa động cơ. Đầu bơm được bố trí đường dầu ra và đầu nối cao áp ra thân van áp lực. 2. Nguyên lý làm việc: Trục chủ động sẽ dẫn động đồng thời bơm cung cấp, đĩa cam và piston bơm. Chuyển động tịnh tiến của piston được thực hiện bởi các vấu cam khi nó đội lên con lăn. Khi rãnh dầu vào của piston trùng với lỗ dầu vào trên thân bơm thì dầu được hút -15-
  16. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L vào trong buồng áp suất. Sau đó piston tiếp tục vừa chuyển tịnh tiến vừa chuyển động quay sẽ đóng lỗ dầu vào. Khi rãnh dầu ra trên piston trùng với lỗ dầu ra trên thân bơm và áp suất trong buồng áp suất lớn hơn áp suất dư trên đừờng ống cao áp cộng với lực căng của lò xo van phân phối sẽ mở để dầu theo đường cao áp tới vòi phun và phun vào xi lanh động cơ. Khi cửa cắt nhiên liệu trên piston trùng với bề mặt vành điều khiển thì việc phun nhiên liệu sẽ kết thúc. Do lúc này nhiên liệu trong buồng áp suất sẽ theo cửa xả quay trở lại khoang dầu trong thân bơm nên áp suất của nó sẽ giảm không thăng đựoc áp suất dư trên đường cao áp cộng với lưc căng của lò xo van triệt hồi. Thân bơm chỉ có một rãnh dầu vào nhưng có số cửa dầu ra bằng với số xilanh của động cơ. Tuy nhiên mặc dù piston có số rãnh dầu ra bằng với số xilanh của động cơ nhưng chỉ có một rãnh dầu ra và một rãnh cân bằng. 3. Các hành trình làm việc của piston: a.Hành trình hút: Hình vẽ: Hành trình hút Trong hành trình này piston hồi về, khi lỗ dầu ở thân bơm và rãnh dầu trên vào trên piston trùng nhau thì lúc đó dầu được nén ở trong buồng bơm sẽ được hút vào buồng áp suât. 1.Đường dầu vào b.Hành trình cung cấp: 2.Rãnh dầu vào 3.Khoang áp suất -16-
  17. 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. c.Kết thúc việc 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 -17-
  18. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L sẽ giảm đột ngột, van phân phối sẽ đóng lại nhờ lực căng của lò xo và chấm dứt việc cung cấp nhiên liệu. 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 vậy đảm bảo cho việc phun được ổn định. (chu ý: những hoạt động trên được thực hiện theo thứ tự phun cho mỗi động cơ.) e. Tránh quay ngược: Trong khi piston chuyển động theo chiều quay thường thì cửa vao sẽ mở suốt hành trinh của piston do đó lượng nhiên liệu cần thiết cho hoạt động của động cơ sẽ được hút ào trong buồng áp suất. Trong hành trình nén cửa dầu vào đựơc đóng lại và việc phun nhiên liệu được thực hiện. Tuy nhiên nếu động cơ quay theo chiều ngược lại (giả sử khi xe đã tăt máy ở trên đường dốc chuyển động lùi lại và động cơ quay ) thì cửa dầu vào trên thân bơm và rẫnh dầu vào trên piston sẽ trùng nhau trong suốt thời gian piston nâng lên. Vì vậy dầu sẽ không dầu sẽ không tạo được áp suất và việc phun nhiên liệu sẽ không xảy ra. Động cơ vì thế sẽ không làm việc. f. Điều khiển lượng phun nhiên liệu: Lượng phun nhiên liệu đựợc tăng lên hay giảm đi sẽ phụ thuộc vào hành trình dịch chuyển của piston, nó làm thay đổi vị trí của van tiết lưu (vành điều khiển ) g. Hành trình có ích: Hành trình có ích này là hành trình của piston từ cửa cắt nhiên liệu trên piaston tới mặt sau của vành điều khiển trong hành trình cung cấp sau khi cửa xả vào thân bơm và rãnh piston được đóng lại. Hành trình có ích tỷ lệ thuận với lượng nhiên liệu được phun vào động cơ. -18-
  19. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Như có thể thấy trên hình vẽ sự dịch chuyển của vành điều khiển về phía trái sẽ làm giảm hành trình có ích và ngựợc khi nó dịch chuyển về phía phải sẽ làm tăng hành trình có ích và tăng lượng nhiên liệu vào động cơ. Mặc dù vị trí bắt đầu phun là cố định nhưng việc kêt thúc phun lại phụ thuộc vào vị trí của vành điều khiển, mà vị trí này lại do bộ điều tốc quyết định. 1.2.5. Van phân phối: 1. Cấu tạo: Hình vẽ: Cấu tạo van phân phối và van dập dao động 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. -19-
  20. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L 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 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: Như ta đã biết quan hệ giữa thời điểm phun nhiên liệu và tính năng của động cơ (công suất, khí thải, rung động của động cơ) là rất quan trọng. Nếu thời điểm phun thực tế chỉ khác một chút so với thời điểm phun tiêu chuẩn thì tính năng của động cơ cũng sẽ ảnh hưởng không tốt. Trong quá trình làm việc của động cơ khi ta thay đổi tốc độ của động cơ (tăng tốc chẳng hạn) sẽ xuất hiên: Hiện tượng cháy trễ trong quá trình cháy. Vì vậy cần phải bù vào hiện tượng cháy trễ này bằng cách tăng thời điểm phun sớm nhiên liệu, để hỗn hợp nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn đảm bảo cho công suất của động cơ tối ưu. Để làm được điều đó thì trên bơm cao áp phân phối VE người ta có găn thên bộ phận điều khiển thời điểm phun sớm nhiên liệu. -20-
  21. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L 1. Bộ điều khiển phun sớm theo tốc độ: a.Cấu tạo: Hình vẽ: Bộ điều khiển phun sớm theo tốc độ 1.Giá đỡ con lăn 3.Lò xo 2.Trục dẫn động 4.Piston Như đã trình bày ở phần trên,thiết bị điều chỉnh thời điểm phun sớm sẽ tạo ra thời điểm phun phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ. Nhờ đó mà động cơ có thể phát huy được tối đa công suất (đạt được công suất cao nhất), nhiên liệu tiêu hao là ít nhất và qua đó sẽ giảm được trong khí thải như: lưu huỳnh ; phốt pho; làm giảm sự ô nhiễm môi trường. Nó được nắp phía dưới vòng con lăn của bơm chia gồm có: piston điều chỉnh phun nhiên liệu; trong piston đường dẫn thông với khoang bơm; piston được đẩy về bên phải bằng lò xo và góc phun ban đầu được cố định bằng mặt bích; con trượt được nắp trong piston thông qua chốt điều chỉnh, chốt này được nắp vào vòng cam, một đầu nắp vào con trượt đẻ khi piston điều chỉnh chuyển động thì thông qua chốt điều chỉnh vòng con lăn sẽ chuyển động theo. -21-
  22. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L b.Nguyên lý làm việc: Lò xo bộ điều khiển phun sớm được lắp đặt ở buồng áp suất thấp áp suất buồng bơm đi qua lỗ piston của bộ điều khiển phun sơn sẽ hoạt động lên phía cao áp của bộ điều khiển phun sơn. 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 -22-
  23. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L 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 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 trống lại áp suất buồng bơm. Vị trí van phụ tùy thuộc vào sự cân bằng của hai lực đối kháng và đặc tính của bộ điều khiển phun sơn cũng phụ thuộc vào vị trí van phụ. + Nếu piston di chuyển về hướng phun trễ bởi sự dao động của truyền động phản lực, thì vị trí van phụ sẽ không đổi. Sau đó van phụ có chức năng bù sự thay đổi bất thường của phản lực bằng cách cho áp suất đi vào phía cao áp của piston bộ điều khiển phun sớm. Do đó piston trở lại vị trí ban đầu, nói cách khác vị trí Piston phụ thuộc vào vị trí van phụ . Với giải thích trên có thể thấy được việc giảm ảnh hưởng của phản lực vào thời điểm phun đối với bộ phận điều khiển phun sớm loại có van phụ, vì diện tích chịu áp lực thực tế bị tác động trực tiếp bởi áp suất trong buồng bơm giảm, do đó lực lò xo cũng giảm đạt được việc cải thiện sự phản ứng tức thời của bộ điều khiển phun sớm và giảm hiện tượng trrễ. b. Nguyên lý hoạt động: Khi góc phun sớm là “o” so với tiêu chuẩn (áp suất trong buồng bơm thấp). Áp suất trong buồng bơm còn thấp so với lực lò xo van phụ và piston bị đẩy hoàn toàn về phía phun trễ bởi lực căng cửa lò xo. Đường dẫn nhiên liệu giữa buồng bơm (phía cao áp ) và buồng bơm áp suất cao cửc bộ điều khiển phun sớm bị đóng lại. Buồng áp suất cao thông với đường áp suất thấp(phía nhiên liệu vào ) nhờ van phụ. Khi áp suất buồng bơm gia tăng: -23-
  24. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Khi áp suất buồng bơm gia tăng lớn hơn lực ép của lò xo thì van phụ sẽ di chuyển qua bên trái(hình vẽ). Đường nhiên liệu giữa buồng bơm và đường áp suất cao sẽ được mở. Ap suất trong buồng bơm tác động vào buồng áp suất cao làm piston di chuyển vế phía phun sớm(về phía phải). Điều kiện ổn định: Khi áp suất trong buồng bơm cân bằng với lực lò xo thì van phụ đứng yên ở một vị trí nhất định. Piston sẽ di chuyển đến khi van khí phụ đóng lỗ thông trên piston. Khi lỗ thông bị đóng hoàn toàn thì áp suất trong buồng áp suất cao của bộ điều khiển phun 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. -24-
  25. 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 -25-
  26. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L 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: Khi tốc độ động cơ tăng, lúc đó do lực li tâm, quả văng bộ điều tốc sẽ văng ra, cửa điều khiển ống ngoài bộ của trục bộ điều tốc và đường dẫn nhiên liệu trục trên trục bộ điều tốc cớm thông nhau làm áp suất trong buồng ơm cao áp bắt đầu giảm (do nhiên liệu chảy từ buồng bơm theo đường dẫn về buồng áp suất thấp). áp suất trong buồng bơm sẽ giảm hoàn toàn và cân bằng với áp suất thấp ở buồng áp suất thấp khi cửa điều khiển ống ngoài trục bộ điều tốc thông hoàn toàn với đường dẫn trên trục bộ điều tốc. Kết quả là góc của bộ điều khiển phun sớm sẽ trễ dần khi áp suất buồng bơm giảm làm cho nhiên liệu được phun sớm hơn. Mặt khác, vị trí quả văng của ống ngoài trục bộ điều tốc sẽ thay đổi vị trí cần điều khiển(theo tải động cơ) nên nó cũng làm thay đổi góc phun sớm. Vì khi ga lớn cần này sẽ đi ra phía bên phải. 1.2.7. Bộ điều tốc: Bộ điều tốc là thiết bị dùng để giới hạn tốc độ không tải cao và thấp của động cơ (vòng/phút hoặc vòng/giờ) hoặc duy trì tốc độ đồng nhất đã được chọn trước trong khoảng công suất của động cơ. Do một số động cơ DIEZEL có thể đạt tới tốc độ 2000(vòng/phút) điều đó đòi hỏi tốc độ động cơ phải được điều khiển bằng bộ điều tốc tác động nhanh để tránh sự quá tốc độ. Với bơm cao áp phân phối VE trong phần này chúng tôi sẽ giới thiệu một số loại bộ điều tốc và cách vận hành của chúng. Tuy nhiên mọi kiểu bộ điều tốc đều phải thực hiện hai nhiệm vụ chính là: Đo tốc độ vòng/phút của động cơ; Và có khả năng dịch chuyển hệ thống nhiên liệu hoặc điều khiển dòng nhiên liệu, áp suất nhiên liệu. Ngoài ra nó còn phải đảm bảo các yêu cầu như: Giới hạn tốc độ cực đại và ngăn chặn sự quá tốc độ của động cơ. Điều khiển tốc độ không tải. Điều chỉnh động cơ trong khoảng không tải cao và thấp. -26-
  27. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Có khả năng cung cấp nhiên liệu khi động cơ tăng tải đột ngột. Có khả năng cung cấp nhiên liệu hợp lý khi khởi động động cơ. 1.Bộ điều tốc thay đổi theo tốc độ động cơ a. Sơ đồ cấu tạo Hình vẽ : Cấu tạo của bộ điều tốc thay đổi theo tốc độ Cấu tạo của bộ điều tốc thay đổi theo tốc độ. Như hình vẽ. Trục chủ động quay chuyển qua một bánh răng đến giá giữ các quả văng được lắp trên trục của điều tốc. Trên giá đỡ có bốn quả văng khi quay những qua quay này sẽ -27-
  28. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L văng ra nhờ lực li tâm và làm ống ngoài trục điều tốc dịch chuyển theo hướng dọc trục, đồng thời đẩy cụm cần điều khiển bộ điều chỉnh. Cụm cần điều khiển gồm có: cần hiệu chỉnh, cần đàn hồi, cần khởi động, lò xo khởi động(lò xo lá ),và khớp nối cầu. Trục M1 của cần hiệu chỉnh được lắp bởi chót bu lông bên trong vỏ bơm, phần bên dưới được giữ bởi lò xo của đầu phân phối dầu và phần đầu trên tiếp xúc với vít toàn tải,cần hiệu chỉnh không thể di chuyển được. Cần khởi động tách với cần đàn hồi bởi lò xo khởi động (lò xo lá) chỉ khi động cơ đang khởi động, làm di chuyển ống ngoài điều tốc theo hướng đóng các quả văng lại. Kết quả là, khớp cầu ở phần dưới của cần khởi động xoay quanh trục M2 (trục M2 chung cần khởi động và cần đàn hồi) sẽ làm di chuyển vành điều khiển theo hướng tăng nhiên liệu. Trong thời gian đông cơ hoạt động cần khởi động và cần đàn hồi tiếp xúc với nhau và cùng di chuyển như một khối. Đầu trên của cần đàn hồi được nối với cần điều khiển tốc độ động cơ thông qua lò xo điều tốc. Một lò xo cầm chừng được lắp vào chốt trên của cần đàn hồi. Cấu tạo bộ điều tốc cũng như việc điều khiển bộ điều tốc cho toàn bộ dãy tốc đọ của động cơ được tực hiện bởi tất cả các lò xo này. -28-
  29. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Khởi động động cơ: Hình vẽ: Hoạt động của bộ điều tốc thay đổi theo tốc độ: khởi động động cơ -29-
  30. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Để cải thiện đặc tính khi khởi động động cơ, lượng nhiên liệu cung cấp cho lúc khởi động thường lớn hơn lúc toàn tải. Khi đạp chân ga lúc động cơ dừng, lúc này cần khởi động tách rời với cần đàn hồi bởi lò xo khởi động (lò xo lá) và cần khởi động này di chuyển đến đẩy vào ống ngoài trục bộ điều tốc. Chính vì vậy,vàn điều khiển được đẩy sang bên phải (theo hướng lượng nhiên liệu cung cấp lớn nhất) bởi cần khởi động xoay quanh trục M2. Cho nên, chỉ cần đạp nhẹ chân ga cũng có thể khởi động dễ dàng. Sau khi động cơ đã khởi động,lực ly tâm sẽ sinh ra bởi những quả văng,ống ngoài trục bộ điều tốc sẽ tác dụng nén lò xo lò xo khởi động (lò xo lá) vaf cần khởi động được ép vào cần đàn hồi. Với sự di chuyển này,vành điều khiển di chuyển theo hướng giảm nhiên liệu,việc phun nhiên liệu sẽ trở lại mức phun toàn tải và kết thúc việc phhun dư nhiên liệu cho việc khởi động. Theo cách này thì cần đàn hồi và cần khởi động tiếp xúc nhau ở điển A (hình vẽ) cùng di chuyển như một khối. -30-
  31. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Hoạt động ở tốc độ cầm chừng: Hình vẽ: Hoạt động của bộ diều tốc thay đổi theo tốc độ: tốc độ cầm chừng -31-
  32. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Ngay khi động cơ đã hoạt động,bàn đạp ga sẽ trả lại vị trí ban đầu của nó. Cần điều khiển cũng trả trở về vị trí ban đầu và sức căng của lò xo điều tốc trở nên bằng không. Lúc đó quả văng mở ra, cần khởi động bị ép tỳ vào cần điều chỉnh lực căng và bắt đầu nén lò xo cầm chừng. Sau đó vành điều khiển di chuyển theo hướng giảm lượng nhiên liệu và dừng lại ở vị trí mà lực li tâm của các quả văng cân bằng với lực của lò xo cầm chừng,tại vị trí này có thể đạt được tốc độ cầm chừng ổn định. Điều khiển tốc độ lớn nhất toàn tải và không tải: -32-
  33. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Hình vẽ: Hoạt động của bộ điều tốc thay đổi theo tốc độ: điều khiển tốc đọ lớn nhất toàn tả.i Khi đạp hết chân ga và cần điều khiển tiếp xúc với vít điều chỉnh tốc độ lớn nhất, thì cần đàn hồi sẽ tiếp xúc với chốt M3 (chốt này được cố định trong vỏ bơm) mà ở vị trí đó đạt được lượng nhiên liệu cung cấp cho mức độ toàn tải. Lúc này,lực căng của lò xo điều tốc là lớn nhất, chính vì vậy lò xo cầm chừng bị nén hoàn toàn và các quả văng cũng bị đẩy và đóng lại bởi ống ngoài trục bộ điều tốc. Sau đó, mặc dù lực ly tâm của các quả văng tăng lên theo sự tăng tốc độ động cơ, nhưng khi thắng được lực căng của lò xo điều tốc thì các quả văng mới làm ống ngoài trục bộ điều tốc di chuyển. Điều khiển tốc độ lớn nhất không tải: Hình vẽ: Hoạt động cuả bộ điều tốc thay đổi theo tốc độ: điều khiển tốc độ lớn nhất không tải -33-
  34. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Hơn nữa, với việc tăng tốc độ động cơ sau khi cả hai lực( lực li tâm của quả văng và lực căng của lò xo điều tốc), đã cân bằng, lực li tâm các quả văng sẽ thắng lực căng của lò co điều tốc và lò xo sẽ bị kéo dài ra trong lúc cụm cần điều tốc di chuyển sang phải. Vì vậy, lượng nhiên liệu cung cấp sẽ giảm đi và việc điều khiển tốc độ lớn nhất sẽ được thực hiện để lượng nhiên liệu cung cấp cho tốc độ lớn nhất không vượt quá giá trị nhất định. Khi không đạt hết ga, lực căng của lò xo điều tốc có thể thay đổi tự do để cho bộ điều tốc có tác dụng điều tốc đáp ứng điều kiện tải một phần. Luợng nhiên liệu toàn tải được xác định tùy theo việc vặn vít điều chỉnh toàn tải vào nhiều hay ít. Khi vặn vít điều chỉnh toàn tải (hình vẽ), ngược chiều kim đồng hồ, cần hiệu chỉnh sẽ di chuyển sang trái xoay quanh M1 và vành điều khiển di chuyển theo hướng tăng nhiên liệu. Nới vít điều chỉnh toàn tải ngược lại làm cho vành điều khiển di chuyển theo hướng giảm nhiên liệu. 2. Bộ điều tốc kết hợp: a.Sơ đồ cấu tạo: -34-
  35. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Hình vẽ: Cấu tạo bộ điều tốc kết hợp Khi so sánh cấu tạo của bộ điều tốc kết hợp với cấu tạo của bộ điều tốc thay đổi theo tốc độ, ta thấy lò xo điều tốc và cụm cần điều tốc của bộ điều tốc kết hợp khác với bộ điều tốc thay đổi theo tốc độ . Như hình vẽ ta thấy: một ống bọc bên ngoài được gắn với trục của cần điều khiển, lò xo điều tốc và lò xo tải một phần dược nắp vào bên trong ống bọc này với lực căng các lò xo đã được xác định trước. Một lò xo giảm dao động được nắp vào cuối ống bọc bên ngoài. Việc điều khiển tốc độ cầm chừng được thực hiện bởi lò xo khởi động cầm chừng,lò xo này được gắn giữa đầu trên của cần khởi động và cần đàn hồi bên trong cụm cần điều tốc. b.Nguyên lý hoạt động: Khi khởi động động cơ: -35-
  36. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Hình vẽ: Hoạt động của bộ điều tốc kết hợp: khởi động động cơ Khi đạp nhẹ chân ga trong lúc khởi động đọng cơ thì cần điều khiển sẽ kéo cần đàn hồi sang bên trái (như hình vẽ) và thông qua tác động của lò xo khởi động (lò xo lá), cần khởi động sẽ đảy ống ngoài trục bộ điều tốc. Thông qua chuyển động này, khớp cầu với điển M2 như một trục bản lề làm di chuyển vành điều khiển tới vị trí cấp dư nhiên liệu cho động cơ khởi động và động cơ có thể khởi động một cách dễ dàng. Ngay sau khi động cơ đã khởi động, lực ly tâm nhờ các quả văng sẽ đẩy ống ngoài trục bộ điều tốc trống lại lực căng của lò xo khởi động (lò xo lá). Vành điều khiển sau đó sẽ di chuyển theo hướng giảm nhiên liệu và kết thúc việc phun dư nhiên liệu cho quá trình khởi động. Hoạt động ở tốc độ cầm chừng: -36-
  37. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Hình vẽ: Hoạt động của bộ điều tốc kết hợp: hoạt động cầm chừng Khi nhả bàn đạp ga thì cần điều khiển trên thân bơm quay trở về vị trí cầm chừng và cần đàn hồi được tự do. Nhờ lực ly tâm của các quả văng,ống ngoài trục bộ điều tốc đẩy cần khởi động. Sau khi lò xo khởi động cầm chừng tiếp xúc với cần đàn hồi,lực hợp thành giữa lò xo khởi động-cầm chừng và lò xo khởi động cân băng với lực ly tâm của các quả văng, càn khởi động sẽ đứng yên tại một vị trí. Chuyển động này của cần khởi động làm di chuyển trực tiếp vành điều khiển theo hướng giamr nhiên liệu và tốc độ câm chừng bắt đầu ổn định. Hoạt động ở tốc độ tải một phần: -37-
  38. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Hình vẽ: Hoạt động của bộ điều tốc kết hợp: tải một phần ở phạm vi tốc đọ vượt tốc đọ cầm chừng thì lò xo khởi động (lò xo lá) và lò xo khởi động-cầm chừng bị nén lại,cần khởi động và cần đàn hồi tiếp xúc với nhau tại điểm lồi A, cả hai cùng di chuyển như một khối.Vi vậy khi hoạt động tải một phần thì lò xo giảm dao động và lò xo tải một phần bị tác động bởi lực ly tâm của các quả văng. -38-
  39. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Điều khiển tốc độ lớn nhất toàn tải: Hình vẽ: Hoạt đông bộ điều tốc kết hợp: tốc độ lớn nhất toàn tải Khi cần điều khiển di chuyển cho đến khi nó chạm vào bu lông chặn tốc độ lớn nhất, cần đàn hồi sẽ chạm vào chốt M3 được nắp trên vỏ bơm và không thể di chuyển thêm nữa. Do đó lò xo giảm dao động và lò xo tải một phần bị nén hoàn toàn và vành điều khiển sẽ di chuyển đến vị trí đạt được nhiên liệu cung cấp cho động cơ lúc toàn tải. Theo đó, tốc độ động cơ sẽ tăng và tại điển lực ly tâm của quả văng cân bằng với lực lò xo ống bọc ngoài, thì tốc độ lớn nhất toàn tải của động cơ có thể tạo ra công suất lớn nhất. -39-
  40. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Tốc độ lớn nhất không tải: Hình vẽ: Hoạt động của bộ điều tốc kết hợp: tốc độ lớn nhất không tải Nhằm ngăn cho động cơ không vượt quá tốc độ lớn nhất khi tốc độ bơm cao áp tăng hơn nữa do thay đổi tải v.v , các quả văng bắt đầu nén lò xo điều tốc và cần đàn hồi quay quanh điểm M2 theo chiều kim đồng hồ làm di chuyển vành điều khiển theo hướng không phun nhiên liệu. Do đó, bộ điều tốc điều khiển tốc độ động cơ để không vượt quá tốc độ giới hạn lớn nhất. 3. Bộ điều tốc hai chế độ: 4. Bộ điều tốc trang bị bộ phận điều khiển mô men quay ngược: Hai bộ điều tốc này các bạn tham khảo trong tài liệu “bơm cao áp ve dùng trên động cơ isuzu 4j” -40-
  41. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L 1.2.8Bộ cảm biến tốc độ: 1.Sơ đồ cấu tạo: Hình vẽ: Hình vẽ: Vị trí lắp đặt của cảm biến tốc độ Sự hoạt động của cảm biến tốc độ 2.Nguyên lý làm việc: Tín hiệu điện (xung điện) dược cảm biến tốc độ, gắn trên bơm cao áp nhận biết và truyền tới đồng hồ đo tốc độ động cơ trên bảng táp nô. Cảm biến tốc độ tạo tín hiệu từ chuyển động quay của các răng trên bánh răng giá đỡ quả văng. Bộ khuếch đại cảm biến tốc độ được thiết kế để biến chuyển động quay của 23 răng trên bánh răng giá đỡ quả văng thành một tín hiệu điện trường ứng với một vòng quay của động cơ. Tín hiệu này sau đó được gửi tới đồng hồ đo tốc độ động cơ. -41-
  42. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L 1.3. Những thiết bị phụ của bơm cao áp phân phối VE trang bị bộ điều tốc cơ khí: 1.3.1. Bộ nâng toàn tải áp lực nén: a. Cấu tạo: Hình vẽ: Bộ nâng toàn tải áp lực nén. 1-Lò xo điều khiển 8. Màng 7 -Vít chỉnh 2-Lắp bộ điều tốc 9. Lò xo nén 14. Đòn ép 3-Cần đẩy 10. Chốt chỉnh 15 -Đòn khởi động 4-Chốt xoay 11. Ngõng chỉnh -42-
  43. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L 5-Chốt dẫn hướng 12. Vít chỉnh tòan tải 6-Đai ốc điều chỉnh 13. Đòn tì Bộ nâng toàn tải áp lực nén được điều chỉnh nhờ áp suất nạp của động cơ. Màng điều chỉnh được điều chỉnh nhờ áp suất từ đường nối áp suất nạp, màng điều chỉnh được nắp với chốt chỉnh, vị trí ban đầu của chốt chỉnh được điều chỉnh bằng vít. Lò xo có tác dụng đẩy màng điều chỉnh và được điều chỉnh lực căng bởi đai ốc. Chốt dẫn hướng truyền chuyển động từ ngõng chỉnh đến cần bẩy qua chốt xoay (M) tác động đến cơ cấu điều tốc. b.Nguyên lý làm việc: Thiết bị tăng nhiên liệu khi toàn tải phụ thuộc vào sức hút của động cơ.Thiết bị này được sử dụng với động cơ có bộ nạp khí và chỉ có tác dụng khi số vòng quay của động cơ khi đã đạt được một giá trị nhất định. Khi số vòng qua thấp, thì áp lực khí nén quá nhỏ không thắng nổi sức căng của lò xo áp lực, màng nén sẽ nằm ử vị trí tự do. Khi số vòng quay tăng dần thì khí nén tăng dần theo và tác động tới màng nén rồi tới chốt dẫn màng.Khi nó thắng được sức căng của lò xo thì màng và chốt dẫn dịch chuyển xuống phía dưới. Lúc đó, chốt chỉnh (côn chỉnh) tác động vào chốt dẫn và sẽ tác động vào cần bẩy làm cho lò xo điều chỉnh căng ra và dịch chuyển cần điều chỉnh theo chiều tăng nhiên liệu cho động cơ. Nhờ đó mà động cơ đạt được công suât tối đa. 1.3.2. Bộ nâng toàn tải áp lực không khí- áp lực nén: Bộ điều chỉnh này có cấu tạo tương tự như bộ điều chỉnh nâng toàn tải áp lực nén, qua một hộp áp lực khí quyển thêm vào thì độ lớn của tay đòn điều chỉnh sẽ tác động theo chiều giảm bớt nhiên liệu khi toàn tải, nhờ đó mà việc tạo muội sẽ giảm. -43-
  44. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L 1.3.3. Bộ tăng khởi động lạnh: a. Cấu tạo: Hình vẽ: Bộ tăng khởi động lạnh cơ khí điều khiển bằng tay -44-
  45. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Hình vẽ: Bộ tăng khởi động lạnh cơ khí điều khiển bằng nhiệt độ 1. Vít điều chỉnh 11. Rãnh dài 2.Dây cáp 12 . Thân bơm 3.Đòn giới hạn đứng 13.Vòng con lăn 4.Lò xo khởi động lạnh 14. Con lăn 5.Cần dẫn động khởi động lạnh 15.Piston 6. Dẫn động trục 16.Chốt điều chỉnh 7.Bộ cảm biến nhiệt độ khởi động lạnh 17. Con trượt 8. Đệm 18. Lõ xo 9. Khoang nhiên liệu 19. Trục 10. Chốt lệch tâm 20. lò xo khởi động lạnh Bộ khởi động lạnh điều khiển phun sớm bằng cơ khí dược điều khiển bằng tay hay tự động đều có chung sự nắp ghép trong bơm gồm:Cần dẫn động gắn với trục, bên trong tay đòn có chốt xoay hình cầu không đồng tâm, đầu chốt ra vào trong vòng con lăn của bơm chia. Đối với bộ khởi động lạnh cơ khí điều khiển bằng tay và tự động, ban đầu cần dẫn động khởi động lạnh ở vị trí xác định không làmg việc với một lò xo cùng việc điều khiển được thực hiện bằng tay qua dây cáp hoặc được điều khiển tự động bằng bộ cảm biến nhiệt độ qua trục dẫn động. a.Nguyên lý làm việc: Bộ khởi động lạnh có nhiệm vụ điều chỉnh thời điểm bắt đầu phun đúng với yêu cầu cho động cơ theo chiều “phun sớm” khi động cơ ở trang thai lạnh. Đối với bộ khởi động lạnh cơ khí điều khiển bằng tay hay bộ điều chỉnh tự động thì chỉ khác nhau về mặt hình thức điều khiển còn hoạt động bên trong của chúng giống hệt nhau. Khi không kéo dây cáp thì cần dẫn động cơ khởi động lạnh, lò xo khởi động lạnh ở vị trí ban đầu làm trục chốt hình cầu không đồng tâm cũng ở vị trí ban đầu không làm việc -45-
  46. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Khi người lái xe điều chỉnh bằng dây cáp, kéo tay đòn sang trái ép lò xo qua tay đòn làm trục cùng chốt cầu không đồng tâm xoay. Chốt hình cầu không đồng tâm xoay trong rãnh dài và tác độn vào con lăn làm vòng con lăn quay ngược chiều với chiều quay của vòng cam, làm cho thời gian phun sớm tăng lên tức là thời điểm bắt đầu phun đúng yêu cầu của động cơ theo chiều phun sớm khi ở trạng thái lạnh. Vì vậy có đủ thời gian để tao hỗn hợp khí và nâng cao khả năng tự đốt cháy tối đa và giảm bớt muội than và khói. II. giới thiệu về bơm phân phối với thiết bị điều khiển bằng điện tử -46-
  47. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Hình vẽ : Cấu tạo bơm cao áp phân phối VE trang bị bộ điều tốc điện tử -47-
  48. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L 1. Bánh răng truyền chuyển động 9. 2. 10.Van điều khiển thời điểm phun 3. 11.Van phân phối 4. 12. 5. Bộ điều tốc điện tử 13. 6. Piston bơm 14.Bộ điều khiển phun sớm 7. Đường dẫn dầu cao áp 15. 8. 16. Mặc dù hệ thống cung cấp nhiên liệu bơm cao áp phân phối VE trang bị bộ điều tốc cơ năng đã đáp ứng tốt các yêu cầu hoạt động của động cơ nhưng do các bộ phận điều khiển của nó đều được cấu tạo, điều khiển băng cơ khí nên sẽ có sự chậm trễ trong quá trình điều khiển. Vì vậy để đáp ứng yêu cầu đảm bảo độ chính xác tuyệt đối của các bộ phận điều khiển, nhằm phát huy tối đã công suất của động cơ, giảm suất tiêu hao nhiên liệu và giảm nồng độ độc hại của khí xả bảo vệ môi trường các chuyên gia đã nghiên cứu chế tạo ra bơm cao áp phân phối VE điều khiển bằng điện tử. -48-
  49. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L a.Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống. Hình vẽ: Hệ thống nhiên liệu bơm cao áp phân phối điều khiển bằng điện tử. 1. Thùng nhiên liệu 10.Đồng hồ chuẩn đoán tình trạng 2. Bầu lọ động cơ 3. Bơm cao áp phân phối VE 11. Cần ga 4. Kim phun trang bị bộ cảm biến 12. Bộ cảm biến vị trí chân ga lúc van kim mở 13. Bộ cảm biến vận tốc xe 5. Ông dầu về 14. Bộ cảm biến nhiệt độ nước 6. Bugi xông máy và môđun động cơ 15. Van khí thải tuần hoàn kép EGR xông máy 16. Bộ cảm biến lưu lượng khí nạp 7. Cơ cấu tắt máy 17. Bộ cảm biến vận tốc trục khuỷu và 8. Van điện ĐCT 9. Bộ phận điều khiển trung tâm ECU 18 ắc quy 19. Công tắc xông máy khởi động -49-
  50. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diezel điều khiển bằng điện tử trang bị cho bơm cao áp kiểu phân phối gồm các bộ phận sau: Bộ cung cấp nhiên liệu: Thùng nhiên liệu, bầu lọc, bơm cao áp phân phối VE, kim phun trang bị bộ cảm biến lúc van kim mở, các đường ống dẫn dầu cao áp và thấp áp. Bộ cung cấp khí: Bộ cảm biến lưu lượng khí nạp, đường khí nạp, đường xả, van khí thải tuần hoàn kép EGR. Bộ điều khiển điện tử: Bộ xử lý và điều khiển trung tâm ECU. Các bộ cảm biến khác: Bộ cảm biến vị trí chân ga, bộ cảm biến vận tốc xe, Bộ cảm biến nhiệt độ nước, bộ cảm biến lưu lượng khí nạp, bộ cảm biến vận tốc trục khuỷu và vị trí điểm chết trên. Bộ tác động hay bộ chấp hành Các bộ phân trên phối hợp hoạt động thay thế cho bộ điều tốc cơ năng để định lượng lượng phun nhiên liệu thật chính xác phù hợp với từng chế độ hoạt động của động cơ. -50-
  51. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L 2.2 Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống. Hình vẽ: Sơ đồ hoạt động của bơm cao áp phân phối VE trang bị bộ điều khiển điện tử 1. Vòi phun 6. Bộ điều tốc điện tử 2. Cảm biến tốc độ 7. Van điện từ 3. Cảm biến lưu lượng khí nạp 8. Vành điều khiển 4. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 9. Bộ phận điều khiển phun sớm 5. Cảm biến chân ga 10. Van khí thải tuần hoàn kép Về cơ bản hoạt động của hệ thống cung cấp nhiên liệu điều khiển bằng điện tử trang bị cho bơm cao áp phân phối kiểu VE cũng như hoạt động của hệ thống cung -51-
  52. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L cấp nhiên liệu bơm cao áp phân phối trang bị bộ điều tốc cơ năng. Nó chỉ khác ở chỗ có thêm bộ phận điều khiển bằng điện tử, vì vậy ta chỉ xét đến nguyên lý hoạt động của bộ phận điều khiển điện tử. 2.2.1 Tín hiệu vào ECU thu nhận các thông tin từ các bộ cảm biến sau: Bộ triết áp: Bố trí trên bộ tác động 2 ghi nhận thông tin về vị trí khâu phân lượng, mỗi vị trí của lõi bộ tác động tương đương với một trị số điện áp phản hồi (Pecdback voltage) báo về ECU. Một bộ triết áp khác liên kết với bàn đạp chân ga ghi nhận thông tin về vị trí của bàn đạp chân ga (bàn đạp gia tốc) rồi phát ra tín hiệu điện báo về ECU. Bộ cảm biến vị trí điểm chết trên (ĐCT) và vận tốc trục khuỷu ghi nhận thông tin về vị trí và vận tốc của trục này rồi phát ra một tín hiệu điện từ tương đương chuyển về bộ trung tâm ECU. Bộ cảm biến tác động của béc phun nhiên liệu bố trí trên đầu của một trong các béc phun sẽ ghi nhận thông tin lúc van chưa mở và báo về cho ECU. Lúc xe đang di chuyển nếu ta tác dụng một lực vào bàn đạp chân phanh thì khi đó tín hiệu của đèn Stop sẽ cung cấp thông tin để cắt nhiên liệu tức thì nhằm đảm bảo an toàn cho việc phanh xe. Một loạt các bộ cảm biến khác sẽ ghi nhận các thông tin về nhiệt độ nứơc làm mát động cơ, về nhiệt độ nhiên liệu, về nhiệt độ không khí nạp, về áp suất bên trong ống góp hút, về lưu lượng không khí nạp, về vận tốc ô tô, về vị trí bàn đạp ly hợp rồi chuyển thành tín hiệu điện từ tương ứng để chuyển về bộ xử lý trung tâm ECU. 2.2.2 Bộ xử lý trung tâm ECU Sau khi nhận được các thông tin báo về từ các bộ cảm biến tín hiệu vào, ECU sẽ lập trình và tính toán dựa trên các chương trình đã được cài đặt để đưa ra các tín hiệu điều khiển cho động cơ, giúp động cơ phát huy tối đa công suất, giảm suất tiêu hao nhiên liệu và đảm bảo cho khí thải nằm trong điều kiện cho phép không làm ô nhiễm môi trường. 2.2.3 Các tín hiệu ra -52-
  53. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Điều khiển thời điểm phun nhiên liệu. Điều khiển định lượng nhiên liệu bơm đi. Điều chỉnh tua pin tăng áp để có được áp suất khí nạp thích hợp. Điều khiển lượng khí thải tuần hoàn khép kín. -53-
  54. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L PHẦN III THÔNG SỐ KỸ THUẬT Thông số Giá trị Số xi lanh 2,3,4,5 hoặc 6 Chiều quay Theob chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ (Nhìn từ phía người lái) Tốc độ cho phép lớn nhất 3000 v/p (2,3,4 xy lanh) 2500 v/p (3,6 xy lanh) Đường kính piston 8,9,10,11,12 (mm) Điều khiển thời điểm phun Phun sớm theo tốc độ: - 2,4,5 xy lanh: lớn nhất 110 - 3,6 xy lanh: lớn nhất 70 Phun sớm theo tải: Lớn nhất từ 30 tới 40 Phun sớm theo tốc độ – tải: - 2,4,5 xy lanh: lớn nhất 110. - 3,6 xy lanh:lớn nhất 70 Điều tốc Bộ điều tốc theo tốc độ biến thiên(toàn tốc độ) Bộ điều tốc tốc độ lớn nhất, tốc độ nhỏ nhất (bộ đều tốc giới hạn tốc độ) Bộ điều tốc phối hợp (điều tốc một phần tốc độ) Tốc độ giao động 4% (750 v/p) -54-
  55. ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Trọng lượng Khoảng 5,5 kg Hệ thống bôi trơn Bôi trơn bằng nhiên liệu Vị trí cẩn điều khiển Bên phải hoặc bên trái của nắp bộ điều tốc (nhìn từ phía người lái) áp suất bên trong ống lớn nhất Khoảng 550 kg/cm2 Tránh động cơ quay ngược Do cửa hút mở trong hành trình nén, nếu động cơ quay ngược chiều sẽ không có nhiên liệu trong khoang áp suất cao áp và việc phun nhiên liệu sẽ không xảy ra Thiết bị bổ xung Có thể lắp thêm thiết bị: Bộ bù tốc độ, cảm biến tốc độ bơm, thiết bị khởi động khi động cơ lạnh -55-