160 Chương 2 Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel sử dụng bơm cao áp vòi phun điều khiển cơ khí Bài 1 Khái quát chung 1 1 NHIỆM VỤ Hệ thống nhiên liệu Diesel có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu Diesel dƣới[.]
Chương Hệ thống nhiên liệu động diesel sử dụng bơm cao áp vịi phun điều khiển khí Bài Khái quát chung 1.1 NHIỆM VỤ Hệ thống nhiên liệu Diesel có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu Diesel dƣới dạng sƣơng mù khơng khí vào buồng đốt để tạo thành hỗn hợp cho động, cung cấp kịp thời, lúc phù hợp với chế độ động đồng tất xy lanh 1.2 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL 1.2.1 Sơ đồ cấu tạo Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống CCNL động Diesel Thùng chứa nhiên liệu; Lọc sơ (Bộ tách nước); Bơm cao áp; Ống dẫn nhiên liệu đi; Bầu lọc nhiên liệu; Ống nhiên liệu cao áp; Vòi phun; Đường dầu hồi; Bơm chuyển nhiên liệu; 10 Bộ điều tốc; 11 Bộ định thời (bộ điều chỉnh góc phun sơm) Sơ đồ hệ thống cung cấp động Diesel thƣờng khác số lƣợng bình lọc số phận phụ trợ Hệ thống bao gồm phần sau: - Phần cung cấp khơng khí khí: + Bình lọc khí: dùng để lọc khơng khí trƣớc đƣa vào buồng đốt + Ống hút: dẫn khơng khí vào buồng đốt + Ống xả, ống tiêu âm: Dẫn khí cháy ngoài, giảm tiếng n - Phần cung cấp nhiên liệu gồm: 160 + Thùng nhiên liệu: Chứa nhiên liệuDiesel cung cấp cho toàn hệ thống + Bơm áp lực thấp: Dùng để hút nhiên liệu từ thùng chứa thông qua bầu lọc đẩy lên bơm cao áp + Lọc dầu: Có chức lọc nhiên liệu trƣớc vào bơm cao áp, đảm bảo nhiên liệu sạch, không cặn bẩn, giúp hệ thống làm việc tốt + Đƣờng ống áp thấp: Dùng để dẫn nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm cao áp nhiên liệu thừa từ vòi phun trở thùng chứa + Đƣờng ống cao áp: Dùng để dẫn nhiên liệu có áp suất cao từ bơm cao áp đến vòi phun + Bơm cao áp: tạo nhiên liệu có áp suất cao cung cấp cho vòi phun lƣợng phun thời điểm + Vòi phun: phun nhiên liệu tơi sƣơng vào buồng đốt 1.2.2 Nguyên lý làm việc hệ thống - Khi động làm việc bơm áp lực thấp (9) hoạt động hút nhiên liệu từ thùng (1) qua bình lọc sơ (lọc tách nƣớc) (2) sau đẩy lên bình lọc tinh (5), nhiên liệu lọc đƣợc cấp vào đƣờng hút bơm cao áp, từ bơm cao áp nhiên liệu đƣợc nén với áp suất cao qua ống dẫn cao áp (6) tới vịi phun (7), phun nhiên liệu tơi sƣơng vào khơng khí đƣợc nén xy lanh - Nhiên liệu thừa từ vòi phun theo ống dẫn (8) lại thùng Từ bơm cao áp có đƣờng dẫn nhiên liệu trở lại bơm áp lực thấp cung cấp tới bơm cao áp q nhiều - Khơng khí hút qua bình lọc, qua ống hút vào xy lanh Khí cháy qua ống xả, ống giảm âm 1.3 HỖN HỢP ĐỐT CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL 1.3.1 Nhiên liệu khơng khí - Nhiên liệu dùng cho động Diesel sản phẩm chế biến từ dầu mỏ Thành phần hỗn hợp nhiều cácbuahyđrơ khác có lẫn số tạp chất với hàm lƣợng nhỏ - Nhiên liệu Diesel chất lỏng có màu vàng khối lƣợng riêng 0,83 - 0,85 KG/cm3 bay xăng Tính chất quan trọng nhiên liệu Diesel khả tự cháy đặc trƣng trị số xêtan (từ - 100), trị số xêtan cao động làm việc êm, động ô tô - máy kéo thƣờng dùng nhiên liệu có trị số xêtan từ 40 trở lên, ngồi tính tự cháy cịn số tính chất quan trọng khác nhƣ: Độ nhớt, độ đơng đặc, độ tinh khiết - Khơng khí hỗn hợp nhiều khí nhƣ: ơxy, nitơ, hyđrơ, khối lƣợng ơxy chiếm khoảng gần 1/4 (21%) Khơng khí bao quanh tơ có lẫn nhiều bụi thành phần bụi ơxít silíc (SiO) có độ cứng cao 161 1.3.2 Sự tạo thành hỗn hợp đốt động Diesel Hỗn hợp đốt động Diesel đƣợc hình thành thời gian ngắn Vịi phun phun nhiên liệu dạng tơi sƣơng khơng khí đƣợc nén ép xylanh, hạt nhiên liệu đƣợc sấy nóng bốc trộn với khơng khí tạo thành hỗn hợp Nhiên liệu khơng khí phải đƣợc trộn kỹ với tỷ lệ thích hợp Theo tính toán lý thuyết để đốt cháy 1kg nhiên liệu cần có 15 kg khơng khí, nhƣng thực tế để nhiên liệu cháy hết cần phải có (18 – 24) kg khơng khí 1.3.3 Những u cầu hệ thống cung cấp động Diesel - Nhiên liệu phun vào dạng tơi sƣơng có áp suất phun cao, lƣợng nhiên liệu cung cấp phải xác phù hợp với tải trọng động cơ, thời điểm phun phải đúng, phun nhanh dứt khoát - Phun thứ tự làm việc động áp suất phun, lƣợng nhiên liệu phun, thời điểm phun phải nhƣ xylanh - Hình dạng buồng đốt phải tạo xốy lốc cho khơng khí xy lanh, nhiên liệu phun vào hồ trộn với khơng khí 1.3.4 Các loại buồng đốt Dạng buồng đốt có ảnh hƣởng nhiều đến tạo thành hỗn hợp Có thể phân buồng đốt động ô tô làm loại: - Buồng đốt phân chia - Buồng đốt không phân chia (buồng đốt thống nhất) 1.3.4.1 Buồng đốt phân chia Là buồng đốt mà thể tích gồm phần phần xylanh phần nắp máy thông với rãnh nhỏ Buồng đốt phân chia có dạng buồng xốy buồng đốt trƣớc - Buồng xốy (hình 1.2 a): Nằm nắp máy, thể tích chiếm khoảng (60 – 70)% thể tích tồn kỳ nén: khơng khí đƣợc nén chuyển động xốy trịn buồng xốy, nhiên liệu phun vào khơng khí nhiên liệu theo hoà trộn với tạo thành hỗn hợp Do có xốy lốc dịng khí hỗn hợp đƣợc hồtrộn kỹ Hình 1.2 Buồng đốt phân chia 162 - Buồng đốt trƣớc (Hình 1.2 b): tích chiếm khoảng (25 – 40)% thể tích tồn bộ, rãnh thơng hai buồng hẹp so với buồng xốy kỳ nén khơng khí đƣợc nén buồng đốt trƣớc với áp suất cao nhiên liệu phun vào phần nhiên liệu (20 – 30)% cháy trƣớc làm cho áp suất buồng đốt tăng thổi mạnh phần nhiên liệu cịn lại sang buồng trộn với khơng khí buồng tạo thành hỗn hợp - Ƣu điểm buồng đốt phân chia: hỗn hợp đƣợc hoà trộn tƣơng đối tốt áp suất phun nhiên liệu không cao (khoảng 100 – 159KG/cm2) động làm việc êm tốc độ tăng áp suất thấp, việc khởi động động dễ dàng - Nhƣợc điểm buồng đốt phân chia: dạng buồng đốt bị kéo dài tăng tổn hao nhiệt, chi phí nhiên liệu tăng cao So với buồng xốy buồng đốt trƣớc tốn nhiên liệu hơn, phần nhiên liệu bị cháy trƣớc phải nén không khí qua rãnh thơng hẹp 1.3.4.2 Buồng đốt khơng phân chia - Buồng đốt gồm phần cấu tạo đỉnh pít tơng Vịi phun nhiên liệu số tia vào vị trí xác định buồng đốt Một phần nhiên liệu tới thành buồng đốt tác dụng buồng cháy khơng khí chảy tạo thành màng mỏng đốt nóng lên nhờ thành buồng đốt, phần lại (phần nhiên liệu chƣa đến thành buồng đốt) bay trộn với khơng khí thành hỗn hợp bắt đầu cháy làm cho nhiệt độ buồng đốt tăng lên Màng nhiên liệu bay trộn với khơng khí bốc cháy tồn thể tích buồng đốt Buồng đốt đỉnh pít tơng Vịi phun Pít tơng Hình 1.3 Buồng đốt không phân chia - Buồng đốt không phân chia có nhiều hình dạng khác tuỳ theo loại động Buồng đốt không phân chia cần áp suất phun nhiên liệu cao (khoảng 160 – 250KG/cm2), động làm việc cứng so với động có buồng đốt phân chia (tốc độ tăng áp suất cao hơn) Nhƣng chi phí nhiên liệu riêng thấp hơn, buồng đốt không phân chia đƣợc dùng nhiều động ôtô - máy kéo 163 Bài 2: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL DÙNGBƠM CAO ÁP DÃY (PE) 2.1.KHÁI QUÁT CHUNG 2.1.1.Nhiệm vụ, phân loại yêu cầu 2.1.1.1Nhiệm vụ - Cung cấp xác lƣợng nhiên liệu dƣới áp suất cao vào thời điểm thích hợp cho vịi phun phun vào xy lanh động - Đúng trình tự thay đổi lƣợng cung cấpnhiên liệu phù hợp với chế độ tải trọng động 2.1.1.2.Phân loại Theo phƣơng pháp phân phối nhiên liệu cho xy lanh động bơm đƣợc chia thành loại + Bơm nhánh(bơm dãy) có nhiều cặp pít tông-xy lanh tƣơng ứng với số xy lanh động cơ.(mỗi cặp pít tơng- xy lanh cung cấp cho xy lanh động cơ) +Bơm phân phối VE (bơm quay): Bơm có cặp pít tơng-xy lanh cung cấp cho nhiều xy lanh động 2.1.1.2 Yêu cầu Bơm cao áp chi tiết quan trọng hệ thống nhiên liệu động Diesel: - Cung cấp nhiên liệu có áp suất cao vào xylanh động Diesel với lƣợng nhiên liệu phù hợp với tải trọng tốc độ chế độ động - Cung cấp nhiên liệu cho xylanh động vào thời điểm quy định (tính theo góc quay trục khuỷu) theo quy luật xác định - Lƣợng nhiên liệu cung cấp vào xylanh phải đồng cho tất xy lanh động - Đảm bảo cho nhiên liệu cung cấp cho vịi phun phải có áp suất cần thiết động - Khống chế đƣợc nhiên liệu phù hợp với tải trọng chế độ động 2.1.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm cao dãy 2.1.2 Sơ đồ chung Sơ đồ hệ thống cung cấp động Diesel thƣờng khác số lƣợng bình lọc số phận phụ trợ Hệ thống bao gồm phần sau: - Phần cung cấp khơng khí khí: 164 + Bình lọc khí: dùng để lọc khơng khí trƣớc đƣa vào buồng đốt + Ống hút: dẫn khơng khí vào buồng đốt + Ống xả, ống tiêu âm: Dẫn khí cháy ngồi - Phần cung cấp nhiên liệu gồm: + Thùng nhiên liệu: Dùng để chứa dầu Diesel cung cấp cho toàn hệ thống + Bơm áp lực thấp: Dùng để hút nhiên liệu từ thùng chứa thông qua bầu lọc đẩy lên bơm cao áp + Lọc dầu: Có chức lọc nhiên liệu trƣớc vào bơm cao áp, đảm bảo nhiên liệu sạch, không cặn bẩn, giúp hệ thống làm việc tốt + Đƣờng ống áp thấp: Dùng để dẫn nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm cao áp nhiên liệu thừa từ vòi phun trở thùng chứa + Đƣờng ống cao áp: Dùng để dẫn nhiên liệu có áp suất cao từ bơm cao áp đến vòi phun + Bơm cao áp: tạo nhiên liệu có áp suất cao cung cấp cho vòi phun lƣợng phun thời điểm + Vòi phun: phun nhiên liệu tơi sƣơng vào buồng đốt Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng bơm cao áp dãy Thùng chứa nhiên liệu; Lọc sơ (Bộ tách nước); Bơm cao áp; Ống dẫn nhiên liệu đi; Bầu lọc nhiên liệu; Ống nhiên liệu cao áp; Vòi phun; Đường dầu hồi; Bơm chuyển nhiên liệu; 10 Bộ điều tốc; 11 Bộ định thời (bộ điều chỉnh góc phun sơm) 165 2.1.2.2 Nguyên lý làm việc hệ thống - Khi động làm việc bơm áp lực thấp hoạt động hút nhiên liệu từ thùng qua bình lọc sơ lọc sơ cặn bẩn có kích thƣớc lớn sau đẩy lên bình lọc tinh, nhiên liệu lọc đƣợc cấp vào đƣờng hút bơm cao áp, từ bơm cao áp nhiên liệu đƣợc nén với áp suất cao qua ống dẫn cao áp tới vòi phun, phun nhiên liệu tơi sƣơng vào khơng khí đƣợc nén xy lanh - Nhiên liệu thừa từ vòi phun theo ống dẫn lại thùng Từ bơm cao áp có đƣờng dẫn nhiên liệu trở lại bơm áp lực thấp cung cấp tới bơm cao áp nhiều - Không khí hút qua bình lọc, qua ống hút vào xy lanh Khí cháy qua ống xả, ống giảm âm 2.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM CAO ÁP DÃY Bơm cao áp dẫy loại bơm dài dẫy cung cấp nhiên liệu cho nhiều xy lanh động cơ, động Diesel có xy lanh bơm dẫy có nhiêu phân bơm, phân bơm đƣợc lắp trung vỏ đƣợc điều khiển trục cam nằm thân bơm với điều khiển tất pít tơng bơm Hai đầu bơm có điều tốc cấu phun sớm hai bên thành bơm nơi lắp bơm chuyển nhiên liệu (Hình 2.2) Bộ điều tốc Bơm chuyển nhiên liệu Cơ cấu phun dầu sớm tự động Trục cam bơm cao áp Vít xả khơng khí Cửa chặn Các phân bơm Vỏ bơm Hình 2.2 Cấu tạo bơm cao áp dẫy Bơm phun loại bơm loại P kín hồn tồn Hình dạng đƣợc đƣa nhƣ hình kèm Các chi tiết nhƣ píttơng bơm, van phân phối, lị xị van phân phối đƣợc nâng bích nối giữ van phân phối gồm có píttơng bơm đƣợc gắn vỏ bơm Vỏ cam hợp với hệ thống bôi trơn lực hệ bôi trơn động cơ, vỏ bơm, trục cam điều hành Để khơng bị rị rỉ nhiên liệu vào vỏ cam nhiều tốt lỗ xéo thân píttơng bảo vệ tốt chống lại việc rò nhiên liệu từ bề lắng dầu vỏ cam 166 Cùng đƣợc gắn bên vịng thân píttơng vạt nhiên liệu có chức ngăn ngừa vỏ bơm bị mòn dòng nhiên liệu chảy ngƣợc lại đầu cuối phun nhiên liệu Bơm phun nhiên liệu đƣợc chạy nửa tốc độ động 2.2.1 Cấu tạo hoạt động phân bơm a Cấu tạo Đầu nối Buồng cao áp Van triệt hồi Pít tơng bơm cao áp Thanh Vấu chữ thập Vòng Ống kẹp pít tơng Lị xo bơm 10 Bulông điều chỉnh 11 Con đội lăn 12 Trục cam 13 Xylanh bơm cao áp 14 Vỏ bơm 15 Đế van cao áp Hình 2.3.Sơ đồ cấu tạo nhánh bơm b Hoạt động (Hình 2.4) Hình 2.4.Nguyên lý làm việc phân bơm 167 Khi cửa nạp xã thân píttơng mở kỳ xuống dƣới từđiểm chết trên, nhiên liệu đƣợc nạp vào thân píttơng áp suấtâm píttơng xuống áp suất bơm cung cấp nhiên liệu Vào kỳ píttơng lên, píttơng bắt đầu nén nhiên liệu vào lúc đỉnhcủa pít-tơng đóng cửa nạp/xả thân píttơng Khi píttơng xa áp suất nhiên liệu tăng píttơng thắnglực lị xo van phân phối Điều làm cho nhiên liệu đƣợc phânphối áp suất đến vịi thơng qua ống phun Khi rãnh cắt (đầu) píttơng chạm cửa xả/nạp píttơng xa lên phía trƣớc, nhiên liệu đƣợc xả từ cửa nạp/xả thơng qua rãnh vng góc píttơng Sau píttơng lên xa làm cho nhiên liệu đƣợc nạp áp suất Hình 2.5 Khoảng cơng tác pít tơng Hành trình píttơng nhiên liệu đƣợc nạp áp suất (từ điểm nơi píttơng kẹt cửa nạp/xả thân píttơng đến điểm nơi đầu làm hết kẹt) đƣợc gọi khoảng tác động Lƣợng nhiên liệu đƣợc bơm thay đổi vào tải động khoảng tác động tăng giảm Hình 2.6 Điều khiển lƣợng cung cấp nhiên liệu Q trình đƣợc hồn tất việc thay đổi vị trí nơi rãnh cắtgặp cửa hút/xả kỳ lên píttơng, gặp kỳ lên píttơng, gặp với píttơng đƣợc quay góc cho trƣớc Để có đƣợc điềunày, cần điều khiển di chuyển theo bên cần điều khiển tảihoặc điều tốc hoạt động Trong cần điều khiển có số rãnh bằngvới số lƣợng xy lanh bơm Đƣợc cài vào rãnh viên bi cầu đƣợc hàn vào ống điềukhiển mà cho phép ống điều khiển quay cần điều khiển dichuyển Phần cuối ống điều khiển khớp với mặt truyền độngcủa píttơng mà làm cho píttơng quay để thay đổi khoảng tác độngkhi ống điều khiển quay 2.2.2 Cấu tạo pít tơng-xy lanh: 168 a Cấu tạo píttơng (Hình 2.7) Pít tơng có kết cấu hình trụ đƣợc chia làm ba phần: Rãnh khởi động Rãnh đứng Rãnh chéo Rãnh trịn Hình 2.7 Các loại pít tơng - Phần đầu pít tơng: nơi bố chí vát (rãnh chéo) rãnh đứng rãnh tròn với mục đích điều chỉnh lƣợng nhiên liệu cần cung cấp cho hành trình, hình dạng kích thƣớc rãnh chéo phần đầu pít tơng đa dạng nhƣ ( Hình 2.7.a,b,c) - Phần thân pít tơng: làm nhiệm vụ dẫn hƣớng đảm bảo cho pít tơng đƣợc bơi trơn tốt hơn, đơi pít tơng– xylanh đƣợc bơi trơn nhiên liệu Diesel đƣợc cung cấp vào xylanh - Phần pít tơng: nơi nhận trực tiếp chuyển động từ đội nơi giá lắp đĩa lò xo dƣới lò xo hồi vị cấu xoay pít tơng b Cấu tạo xylanh (Hình 2.8) Xylanh chi tiết hình trụ rỗng, mặt thƣờng làm hai bậc đƣợc cố định chống xoay vít chất định vị phần xylanh nơi bố trí lỗ nạp lỗ xả nhiên liệu, kích thƣớc hình dạng số lƣợng bố trí lỗ nạp, lỗ xả nhiên liệu tuỳ thuộc vào kết cấu cụ thể bơm Lỗ nạp Rãnh đứng Xylanh 4.Pít tơng Lỗ xả Rãnh chéo Hình 2.8.Cấu tạo xylanh lỗ nạp lỗ xả 169 2.2.3 Van cao áp (Van triệt hồi) a Chức - Ngăn không cho nhiên liệu Diesel từ đƣờng nhiên liệu cao áp trở bơm cao áp pít tơng- xylanh bơm cao áp hành trình hút nhiên liệu ngăn khơng cho khơng khí xy lanh động vào xylanh bơm cao áp - Giảm áp suất dƣ nhiên liệu đƣờng cao áp đến giá trị cần thiết nhƣ dập tắt dao động sóng nhiên liệu ống dẫn cao áp đảm bảo cho trình phun đƣợc bắt đầu nhanh kết thúc dứt khoát giảm khả phun rớt b Cấu tạo van cao áp Cấu tạo van cao áp thơng dụng đƣợc trình bày ( Hình 2.9) Van cao áp đế van cặp chi tiết lắp ráp xác, hở hƣớng kính khe hở van đế van phải nằm khoảng (0,004-0,006) mm độ cứng bề mặt van vào khoảng (60-64) HRC a) Cấu tạo van cao áp Phần côn van Phần trụ giảm tải Rãnh tròn Thân Rãnh dọc b) Van cao áp đóng c) Van cao áp mở Đầu nối ống cao áp Lò xo van cao áp Van cao áp Phần côn van Đế van Hình 2.9 Van cao áp c Nguyên lý làm việc Trong q trình xả, pít tơng mở lỗ xả có chênh lệch áp suất dƣ đƣờng ống cao áp buồng nhiên liệu xung quanh xylanh, nhiên 170 liệu theo rãnh dọc pít tơng bơm cửa xả xylanh làm cho áp suất phun đỉnh pít tơng giảm đột ngột, làm cho van xuống đóng lại dƣới sức căng lò xo giảm áp, vào thời điểm gờ dƣới phần trụ giảm tải tiếp xúc vào đế van tạo khoảng không dẫn đến chênh lệch áp suất đƣờng ống cao áp (áp suất dƣ đƣờng ống cao áp) áp suất mở vịi phun làm cho vịi phun đóng kết thúc trình phun cách dứt khốt nhanh chóng, q trình xả nhiên liệu từ đƣờng ống cao áp sang buồng xylanh chấm dứt nhƣng van cao áp tiếp tục xuống phần côn van tiếp xúc với đế van Do giảm áp suất đột ngột đƣờng ống cao áp, kim phun vịi phun đóng lại nhờ lị xo kim phun để tránh tình trạng phun rớt - Quá trình nén: áp suất bơm cao áp lớn sức căng lò xo van áp suất dƣ đƣờng ống cao áp, đẩy cho van cao áp lên làm cho lò xo van cao áp nén lại, nhiên liệu đƣợc cung cấp vào đƣờng ống cao áp Khi áp suất đƣờng ống cao áp lớn áp suất lò xo vòi phun làm cho vòi phun mở, nhiên liệu đƣợc cung cấp vào xylanh động thực trình đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu Hình 2.10.Hoạt động van cao áp (van triệt hồi) Nhiên liệu đƣợc nén mạnh píttơng đẩy van phân phối vọtra Khi hoàn thành việc phân phối nhiên liệu áp suất píttơng van phân phối đƣợc nén ngƣợc trở lại lò xo van phânphối đƣờng nhiên liệu đóng để ngăn dịng chảy ngƣợc lại củanhiên liệu Sau van phân phối xuống chạm bề mặt đế, trongkhi nạp nhiên liệu từ phần mà tƣơng ứng với khoảng di chuyểnsẽ làm giảm áp suất lại đƣờng dầu từ van phân phốiđến vịi phun Vì bảo đảm việc phun khơng có nhiên liệubị nhỏ giọt 171 Bộ chặn van phân phối đỉnh lò xo van phân phối đƣợc thiếtkế để giới hạn độ nâng van phân phối Bộ chặn làm chovan phân phối quay ổn định tốc độ cao giảm thể tích chết từvan phân phối đến vòi phun để đạt đƣợc thể tích phun ổn định 2.2.4.Van trì áp suất (Van dòng dƣ) a Cấu tạo Đƣợc lắp bơm cao áp, đƣờng hồi nhiên liệu từ bơm cao áp thùng nhiên liệu Nó có tác dụng trì áp suất cửa nạp/xả pít tơng- xy lanh bơm cao áp giá trị định Ơc bít Đệm lót Lị xo van Đế lò xo Bi thép Thân van Lỗ xả Hình 2.11 Cấu tạo van trì áp suất b Hoạt động Khi áp suất nhiên liệu bơm phun lớn giá trị quy định viên bi thép van dịng dƣ đƣợc đẩy lên để nhiên liệu chảy lại bình nhiên liệu 2.2.5 Bộ điều tốc 2.2.5.1.Sự cần thiết phải có điều tốc Chế độ làm việc động đƣợc xác định từ hai yếu tố phụ tải tốc độ quay trục khuỷu Trong lúc cố định cần ga, phụ tải tăng lên vận tốc trục khuỷu giảm ngƣợc lại Trƣờng hợp phụ tải giảm nhiều vận tốc trục khuỷu tăng vƣợt mức quy định gây nên nhiều hậu tai hại cho động Do ta muốn ổn định vận tốc trục khuỷu mức độ ta phải tăng thêm nhiên liệu phụ tải động tăng lên đột xuất Trong trƣờng hợp phụ tải giảm đột ngột cần phải giảm bớt nhiên liệu phun vào xy lanh không cho vận tốc trục khuỷu tăng Vì bơm cao áp phải có điều tốc để ổn định tốc độ động cho chế độ tải trọng 172 2.2.5.2.Nhiệm vụ Duy trì vận tốc cố định cho trục khuỷu động lúc cần ga cố định phụ tải tăng giảm đột xuất thay đổi liên tục Thoả mãn vận tốc theo yêu cầu chế độ làm việc khác nhau, giới hạn đƣợc vận tốc tối đa trục khuỷu không cản trở việc cắt dầu tắt máy 2.2.5.3.Phân loại - Dựa vào nguyên lý làm việc: + Bộ điều tốc khí + Bộ điều tốc chân khơng + Bộ điều tốc thuỷ lực - Dựa vào công dụng: + Bộ điều tốc chế độ: giữ cho động làm việc ổn định số vòng quay đó, hạn chế số vịng quay tối đa + Bộ điều tốc hai chế độ: Giữ cho động làm việc ổn định số vòng quay tối thiểu tối đa + Bộ điều tốc chế độ: Giữ cho động làm việc ổn định tất số vòng quay khoảng số vòng quay làm việc động 2.2.5.4.Cấu tạo hoạt động điều tốc a Cấu tạo hoạt động điều tốc chế độ *Cấu tạo: Trục điều tốc Giá văng Quả văng Bi tỳ Ống trượt Cần điều tốc Thước ga Bu lông điều chỉnh Lị xo điều tốc Hình 2.12.Bộ điều tốc chế độ * Hoạt động: Khi số vòng quay động > số vòng quay định mức Lực ly tâm lớn văng văng chân văng tỳ vào ổ bi chặn đẩy ống trƣợt tay địn dịch chuyển phía giảm lƣợng cung cấp nhiên liệu Vòng quay động giảm 173 b Sơ đồ cấu tạo điều tốc hai chế độ *Cấu tạo: Cần điều khiển Thanh điều khiển Đĩa lò xo Lò xo cân Thanh Ốc hiệu chỉnh Lò xo điều chỉnh 9, Cần L, Quả văng 10 Tấm dẫn hướng 11 Chốt dẫn hướng 12 Ống trượt 13 Cần điều khiển trượt 14 Con trượt Hình 2.13.Bộ điều tốc hai chế độ 15,16 Gờ định vị, vít điều chỉnh * Nguyên lý làm việc điều tốc: - Chế độ khởi động: + Giai đoạn bắt đầu khởi động: Trong chế độ khởi động cần phải tăng lƣợng nhiên liệu cần cung cấp, khởi động cần ga từ vị trí khơng tải bị tác động đến vị trí tồn tải làm cho trƣợt di chuyển xuống vị trí cuối dẫn động qua kéo dịch chuyển sang phải ép lò xo lại làm tăng nhiên liệu cung cấp cho động + Trong giai đoạn động khởi động xong Cần ga lúc giữ vị trí tồn tải tốc độ trục khuỷu tăng lực ly tâm đủ lớn thắng đƣợc sức căng lò xo làm văng văng tác dụng vào cần (L) kéo ống trƣợt dịch chuyển sang phải thơng qua tay địn cần đẩy làm cho dịch chuyển sang trái làm giảm bớt phần lƣợng nhiên liệu cung cấp cho động Hình 2.14.Sơ đồ chế độ khởi động 174 - Chế độ không tải: Khi động làm việc chế độ không tải Trong trƣờng hợp vận tốc trục khuỷu tăng nên lực ly tâm lớn văng văng ép lò xo làm cho cần (L) kéo ống trƣợt ngang 12 trƣợt ngang 14 dịch chuyển sang phải thơng qua tay địn điều khiển dẫn động dịch chuyển sang trái làm nhiên liệu cung cấp Khi vận tốc trục Hình 2.15.Sơ đồ chế độ không tải khuỷu giảm lực ly tâm giảm khơng thắng đƣợc sức căng lị xo lị xo ép văng, văng vào cần (L) làm dịch chuyển ống trƣợt sang trái làm cho trƣợt ngang 14 dịch chuyển sang trái thơng qua hệ thống tay địn điều khiển dẫn động dịch chuyển sang phải làm tăng lƣợng nhiên liệu cần cung cấp, động làm việc chế độ ổn định - Chế độ tải trung bình: Khi động làm việc chế độ tải trung bình (tay ga đặt vị trí có tải) vận tốc trục khuỷu tăng nên lực ly tâm lớn làm văng bị văng ép lị xo khơng tải lại văng bị lò xo điều chỉnh cuối để lò xo giữ ngun vị trí Khi coi nhƣ khối cứng khơng điều chỉnh đƣợc vận tốc trục khuỷu mà vận tốc trục khuỷu phụ thuộc hoàn toàn vào vị trí cần ga(tay ga) ngƣời vận hành điều chỉnh Hình 2.16.Chế độ tải trung bình - Chế độ toàn tải: Khi động chuyển động từ chế độ trung bình sang chế độ tồn tải tay ga đƣợc đẩy sang chế độ tồn tải thơng qua hệ thống tay đòn điều khiển làm dịch chuyển lƣợng nhiên liệu cung cấp tăng (do dịch chuyển sang trái) làm cho vận tốc trục khuỷu tăng lực li tâm lớn văng bị văng ép lò xo lại động chạy chế độ toàn tải 175 - Chế độ điều chỉnh cuối cùng: Nếu vƣợt tốc độ cho phép (vận tốc quay định mức) lực li tâm lớn đủ sức thắng đƣợc sức căng lò xo điều chỉnh chế độ kết thúc làm văng,văng ép lò xo lại làm cho cần (L) kéo trƣợt ngang sang phải thông qua cấu điều khiển làm cho dịch chuyển sang trái làm cho lƣợng nhiên liệu cung cấp cho động giảm c Bộ điều tốc chế độ * Sơ đồ nguyên lý: Trục điều tốc Giá văng Quả văng Bi tỳ (bi chặn) Ống trượt Cần điều tốc Thước ga Bàn đạp ga Lò xo điều tốc Hình 2.17 Bộ điều tốc chế độ * Bộ điều tốc gồm phần sau: - Cụm văng gồm: giá văng, qủa văng,ống trƣợt,quả văng lắp khớp lề với giá văng Chân văng tỳ vào ống trƣợt ổ bi chặn, giá văng đƣợc nhận truyền động từ trục bơm cao áp, gốc độ quay phụ thuộc vào tốc độ quay trục - Cần điều tốc : đƣợc nối với răng, cần chịu lực tác dụng lực ly tâm văng lực lò xo BĐT, cần dịch chuyển nhẹ nhàng trục 10 - Lò xo BĐT - Bộ phận điều khiển * Nguyên lý làm việc: - Khi động làm việc cần điều tốc chịu lực tác dụng ngƣợc chiều nhau, lực ly tâm F1 lực căng lị xo F2, cơng suất động tƣơng ứng với tải trọng tải trọng khơng đổi số vịng quay động cung khơng đổi, lực F1 F2 cân lúc cần điều tốc đứng yên vị trí Nếu tải trọng giảm số vòng quay tăng lên lực ly tâm tăng văng văng đẩy ống trƣợt ép lò xo đẩy cần điều tốc thƣớc ga phía giảm lƣợng cung cấp làm cho số vịng quay giảm cơng suất động giảm.Ngƣợc 176 lại tải trọng tăng lên số vòng quay lực ly tâm giảm văng cụp lại lò xo đẩy cần điều tốc thƣớc ga phía tăng lƣợng cung cấp nhiên liệu làm cho số vòng quay động tăng d Bộ điều tốc loại RFD (Lắp xe tải Huyndai) Bộ điều tốc loại RFD loại hệ điều tốc khí lớn nhất-nhỏ mà kiểm soát tốc độ nhỏ lớn Loại đƣợc sử dụng nhƣ hệ điều tốc điều hành tất tốc độ vận hành cần điều khiển tốcđộ có cần điều khiển tải đƣợc cài vị trí FULL (Khi thay đổi tốc độ nhƣ theo ý muốn cần điều khiển tốc độ thay đổisức căng lò xo điều tốc) Cần dừng động nằm phía điều tốc Bộ dẫn khói nằm phía điều hành để tăng tỉ lệ bơm nhiên liệu khởi động để khởi động tốt Hình 2.18 Cấu tạo điều tốc 177 - Điều khiển khởi động chạy ga ty động Khi động dừng văng ly tâm vị trí đóng bị kéo lị xo điều tốc, lò xo chạy ga ty lò xo khởi động Nếu điều kiện này, cần điều khiển tải bị kéo khỏi hồn tồn vị trí FULL (theo phƣơng phân phối nhiên liệu lớn hơn) Hình 2.19 Hoạt động chế độ khởi động chạy ga ty Cần trƣợt nàydi chuyển để kích hoạt cần mà nén lò xo khởi động cho phép thanhrăng điều khiển đến sớm để vị trí tăng nhiên liệu vƣợtqua vị trí FULL.Nếu cần điều khiển tải đƣợc đặt vị trí ga ty sau động đãkhởi động cần tải di chuyển điều khiển vị trí cótốc độ phun nhiên liệu thích hợp để chạy ga ty với B điểm tựa Khi tốc độ động tăng văng ly tâm di chuyển xa lực ly tâm dịch chuyển ly tâm đến vị trí A ly tâm nén lò xo ga ty Cùng lúc đó, điểm B di chuyển nhẹ phía cần căng làm lơi điều khiển trở theo hƣớng giảm tốc độ phun nhiên liệu Hình 2.20.Khi tốc độ động tăng Khi tốc độ động giảm lực ly tâm văng ly tâm giảm theo di chuyển vào làm cho điểm A trở với vỏ bơm, điều làm cho ly tâm tự đƣợc lơi trở phía vỏ bơm lực lị xo ga ty Cùng lúc đó, điểm tựa B di chuyển nhẹ phía vỏ bơm, đẩy điều khiển trở lại theo hƣớng để tăng tốc độ phun nhiên liệu Vì điều tốc ổn định tốc độ ga ty thay đổi tốc độ phun nhiên liệu Hình 2.21.Khi tốc độ động giảm 178 - Vận hành với tốc độ bình thường Nếu cần điều khiển tải đƣợc lôi vị trí FULL (theo phƣơng lƣợng nhiên liệu phân phối lớn hơn), trục lệch tâm đƣợc nối với cần điều khiển tải làm cho cần trƣợt đến vị trí D cần ứng lực Đồng thời cần xoay đến gần điểm B để lôi điều khiển trở theo phƣơng có ga lớn Khi tốc độ động tăng lực ly tâm văng ly tâm tăng làm cho văng ly tâm đẩy cần gạt ly tâm Hình 2.22.Vận hành với tốc độ bình thƣờng Tuy nhiên, chạy tốc độ bình thƣờng ly tâm đẩy để nénlò xo ga ty đẩy cần tăng đƣợc Theo cách này, tốc độ phun nhiên liệu đƣợc tăng hay giảm đơn giảnbởi hoạt động cần điều khiển tải làm di chuyển điềukhiển - Điều khiển tốc độ tối đa Khi tốc độ tải động thay đổi tốc độ động vƣợt giá trị tốc độ tối đa định mức lực ly tâm văng ly tâm vƣợt sức căng lò xo điều tốc đẩy cần đẩy ly tâm nhƣ cần căng Vì cần đẩy ly tâm chuyển động nên điểm B cần căng di chuyển với điểm D, C với điểm E điểm tựa.Các di chuyển liên kết B C để di chuyển điều khiển theo phƣơng làm giảm nhiên liệu làm cho động khơng bị tăng ga Bằng cách dùng cấu điều khiển động mà vận hành cần Hình 2.23.Điều khiển tốc độ tối đa 179 ... phân chia đƣợc dùng nhiều động ôtô - máy kéo 163 Bài 2: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL DÙNGBƠM CAO ÁP DÃY (PE) 2. 1.KHÁI QUÁT CHUNG 2. 1.1.Nhiệm vụ, phân loại yêu cầu 2. 1.1.1Nhiệm vụ - Cung cấp... với số xy lanh động cơ. (mỗi cặp pít tơng- xy lanh cung cấp cho xy lanh động cơ) +Bơm phân phối VE (bơm quay): Bơm có cặp pít tơng-xy lanh cung cấp cho nhiều xy lanh động 2. 1.1 .2 Yêu cầu Bơm cao... dừng động nằm phía điều tốc Bộ dẫn khói nằm phía điều hành để tăng tỉ lệ bơm nhiên liệu khởi động để khởi động tốt Hình 2. 18 Cấu tạo điều tốc 177 - Điều khiển khởi động chạy ga ty động Khi động