Bơm cao áp

ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIEZEL SỬ DỤNG BƠM CAO ÁP PHÂN PHỐI I.Công dụng, yêu cầu, phân loại: 1.1- Công dụng: Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ DIEZEL có công dụng hút dầu từ thùng chứa, lọc sạch và tạo áp lực cao phun vào buồng đốt của động cơ dưới dạng sương mù, đúng thời điểm và lượng nhiên liệu phù hợp với phụ tải của động cơ. 1.2- yêu cầu: a. Chỉ tiêu kĩ thuật: Do chất lượng phun nhiên liệu có ảnh hưởng lớn đến công suất, mức tiêu hao nhiên liệu của động cơ. Vì vậy hệ thống cung cấp nhiên liệu cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Dầu DIEZEl cung cấp cho động cơ phải sạch. - Thời điểm bắt đầu phun dầu phải chính xác, thời điểm kết thúc phải dứt khoát để tránh hiện tượng phun nhỏ giọt. - lượng nhiên liệu phun phải kịp thời, đúng thời điểm quy định và đồng đều giữa các Xilanh của động cơ. - áp suất phun phải đảm bảo để nhiên liệu phun ra ở dạng sương mù và bảo đảm đọ phun xa tới các góc của buồng cháy. -Lượng nhiên liệu phun phải thay đổi phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ. b. Chỉ tiêu về kinh tế: -Hoạt động lâu bền, có đọ tin cạy cao. - Dễ dàng và thuận tiện trong sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa. -Dễ chế tạo, giá thành hạ. -1- ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L 1.3. Phân loại: Có nhiều kiểu phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu DIEZEL sủ dụng bơm 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 . -2- 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. -3- 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 -4- ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L PHẦN II KẾT CẤU-NGUYÊN LÝ LÀM VIÊC CỦA BƠM CAO ÁP PHÂN PHỐI Cũng giống như các loại bơm cao áp khác: Bơm cao áp phân phôi được xem như quả tim của động cơ diezel nó có công dụng: ấn đinh lưu luợng phun nhiên liệu. Tạo áp suất cao để phun nhiên liệu vào buồng đot qua kim phun nhiên liệu. Bơm nhiên liệu vào buồng đốt đúng thời điểm và đúng lượng cần thiết theo yêu cầu của các chế độ làm việc của động cơ. Cung cấp nhiên liệu thống nhất giữa các kim phun theo đúng thứ tư nổ cua động cơ. Tuy nhiên do co cấu tạo và đặc điểm làm việc có nhiều ưu điểm hơn nên ngày nay bơm cao áp phân phối đang được sử dụng ngày càng nhiều trên các động cơ cỡ nhỏ và trung bình. Trong đó bơm cao áp VE được sử dụng rộng rãi hơn cả, ngoài ra còn một số lọai bơm phân phôis khác như: Bơm CAV-DPA; hệ thống STARADYNE, và bơm chia với thiết bị điều khiển bằng điện tử. -5- ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L I/Bơm cao áp phân phối VE trang bị bộ điều tốc cơ năng. 1.1.Cấu tạo nguyên lý làm việc chung của bơm cao áp phân phối trang bị bộ điều tốc cơ năng. 1.1.1.Cấu tạo. Hình 2: Bơm cao áp phân phối VE trang bị bộ điều tốc cơ khí Trục dẫn động bơm chia đặt trên ổ đỡ trong thân bơm trên trục chủ động là bơm cung cấp nhiên liệu được dẫn động bằng Rơle (hoặc bánh răng). Bộ truyền động bánh răng và đĩa con lăn được lắp trên trục truyền động với phương thẳng đứng so với 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. -6- 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. -7- ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Quá trình cung cấp nhiên liệu kết thúc khi piston tịnh tiến lên mở van tiết lưu qua đó nhiên liệu từ buồng áp suất cao được xả tự do trả lại khoang bơm. Quá trình cung cấp nhiên liệu cho động cơ còn được điều khiển bởi van tiết lưu thông qua bộ điều tốc li tâm. Khi công suất động cơ tăng nhiên liệu sẽ được phun vào sớm hơn thông qua bộ điều chỉnh phun sớm bằng thủy lực. Khi tắt máy là ngừng cung cấp nhiêu liệu cho piston, xilanh bom cao áp ta chỉ cần cắt điện của van điện từ khi đó van điện từ sẽ đóng đường nạp nhiên liệu vào trong khoang cao áp lúc này do chuyển động quán tính của động cơ piston vẫn vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến nhưng không có nhiên liệu cung cấp nên động cơ sẽ ngừng làm việc. 1.2. Cấu tạo nguyên lý làm việc của các cụm chi tiết, chi tiết trong bơm cao áp phân phối trang bị bộ điều tốc cơ năng. 1.2.1. Bơm cung cấp nhiên liệu (Bơm cánh gạt) 1. Cấu tạo của bơm: Hình 3. Bơm cung cấp Bơm cánh gạt được bố trí trên trục truyền chình trong thân bơm phân phối nó gồm Roto được lắp cố định trên trục bằng thên. Trên Roto có 4 rãnh lắp 4 cánh gạt. Để thực hiện quá trình bơm bên trên vòng ngoài Roto lắm vòng sai tâm bằng 2 vít. Trên -8- ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L vòng sai tâm có một lỗ ở đường ra của bơm cánh gạt vào khoang bơm. Đường nhiên liệu từ ngoài vào bơm, cửa nạp của bơm. Trên đường ra của bơm có nắp van điều áp và đường dầu hồi để ổn định áp suất nhiên liệu trong khoang bơm. 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 -9- 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 liệu vào để không tạo ra một độ chân không cản trở Piston chuyển động đi xuống đóng lỗ dầu hồi lại khi áp suât nhiên liệu trong khoang bơm ở mức quy định. -10- [...]... 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: Khi áp suất... 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... 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 -20- ĐHSPKT HƯNG YÊN Lớp ĐLK34L Lỗ piston này tác động để tránh xung tạo ra dao động áp suất nhiên liệu piston di chuyển làm cho chốt đẩy giá đỡ con lăn quay theo chiều ngược với chiều quay của bơm cao áp Khi tốc độ động cơ tăng thì áp suất buồng bơm lớn hơn... 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... 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... 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. .. buồng bơm gia tăng: 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) -22- ĐHSPKT HƯNG YÊN Điều kiện ổn định: Lớp ĐLK34L Khi áp suất trong buồng bơm cân bằng với lực lò xo thì van... 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... hút -14- 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... 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 . 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. 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. 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.