BƠM CAO ÁP PE I – GIỚI THIỆU CHUNG: Được dùng phổ biến trên các động cơ Diesel ôtô máy kéo như MTZ, IFA, KAMAS, TOYOTA, MERCEDES, REO, HYNO, ISUZU. Bơm PE trên động cơ Diesel có công dụng: • Tiếp nhiên liệu sạch từ thùng chứa đưa đến bơm. • Ép nhiên liệu lên áp lực cao (2500 – 3000 psi) đưa đến kim phun đúng thời điểm và phù hợp với thứ tự thì nổ của động cơ. • Phân phối lưu động đồng đều cho các xi lanh và tuỳ theo yêu cầu hoạt động của động cơ. II – CẤU TẠO BƠM CAO ÁP PE: 1 - Bộ điều tốc cơ khí 2 - Bơm tiếp vận 3 - Bộ phun dầu sớm. Giải thích ký hiệu ghi trên vỏ bơm cao áp PE: PE 6 A 70 B 4 1 2 R S114 PES 6 A 70 A 2 1 2 3 R S64 PE: chỉ loại bơm cao áp cá nhân có chung một cốt cam được điều khiển qua khớp nối. Nếu có thêm chữ S: cốt cam bắt trực tiếp vào động cơ không qua khớp nối. 6: chỉ số xilanh bơm cao áp (bằng số xilanh động cơ). A: kích thước bơm (A: cỡ nhỏ, B: cỡ trung, Z: cỡ lớn, M: cỡ thật nhỏ, P: đặc biệt, ZW: cỡ thật lớn). 70: chỉ đường kính piston bơm bằng 1/10mm (70 = 7mm). B: chỉ đặc điểm thay thế các bộ phận trong bơm khi lắp ráp bơm (gồm có : A,B,C,Q,K,P) 4: chỉ vị trí dấu ghi đầu cốt bơm. Nếu số lẻ: 1,3,5 dấu ghi ở đầu cốt bơm. Nếu số chẵn: 2,4,6 thì dấu nằm bên phải nhìn từ phía cửa sổ. 1: chỉ bộ điều tốc (0: không có, 1: ở phía trái, 2: ở phía phải). 2: chỉ vị trí bộ phun dầu sớm (như bộ điều tốc). R:chỉ chiều quay bơm: R:cùng chiều kim đồng hồ HÌNH 7: Bơm cao áp PE. Các chi tiết của một tổ bơm cao áp PE: 1 - Lò xo cao áp 2 - Đầu nối đường ống cao áp 3 - Van cao áp 4 - Đế (bệ) van cao áp 5 - Xi lanh bơm 6 - Piton bơm 7 - Manchon 8 - Đế và chén chận lò xo 9 - Lò xo 10 - Chén chận lò xo 11 - Vít điều chỉnh vị trí của piston và vít khoá 12 - Con đội 13 - Con lăn 14 - Cam HÌNH 8: Cấu tạo một tổ bơm cao áp PE. :: Xem mô phỏng III – NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BƠM CAO ÁP PE: HÌNH 9: Sơ đồ công tác bơm cao áp :: Xem mô phỏng 1 – Theo hình 5: Phần đầu piston bơm có xẻ rãnh hình chéo (lằn vạt chéo). Piston chuyển động tịnh tiến trong xilanh và hai bên xilanh có lỗ thoát nhiên liệu. • Khi piston bơm ở vị trí thấp nhất thì nhiên liệu từ lỗ bên trái tràn vào chứa đầy thể tích công tác (bao gồm: phía trên piston và rãnh lõm ở đầu piston) vị trí I. • Khi piston đi lên, nhiên liệu được ép lại và bị đẩy một phần qua lỗ : vị trí II. • Piston tiếp tục đi lên và che lấp gờ trên của lỗ: vị trí III, từ đó trở đi nhiên liệu đi vào đường ống cao áp đến kim phun: vị trí IV. • Piston tiếp tục đi lên và khi gờ dưới của rãnh lõm bắt đầu mở lỗ: vị trí V, kể từ đó trở đi nhiên liệu theo rãnh lõm qua lỗ ra ngoài : vị trí VI. 2 – Trên hình 6 : HÌNH 10: Vị trí tương đối của lỗ thoát với đỉnh piston. Biểu diễn vị trí tương đốicủa lỗ thoát với đỉnh piston trong quá trình bơm. • stb : hành trình toàn bộ của piston bơm : không thay đổi • se : hành trình có ích của piston bơm, có thể thay đổi khi ta thay đổi vị trí tương đối của piston và xilanh (qua thanh răng). Muốn thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp trong một chu kỳ ta xoay piston bơm làm cho vị trí lỗ thoát và piston thay đổi® thay đổi se. khi thay đổi se thì thời gian bắt đầu bơm là không thay đổi mà thay đổi thời gian kết thúc bơm. Muốn thay đổi tốc độ động cơ ta điều khiển thanh răng xoay piston để thay đổi thời gian phun. Thời phun càng lâu lượng dầu càng nhiều động cơ chạy nhanh, thời gian phun ngắn dầu cang ít động cơ chạy chậm. Khi ta xoay piston để rãnh đứng ngay lỗ dầu về thì sẽ không có vị trí án mặc dù piston vẫn lên xuống, nhiên liệu không được ép, không phun động cơ ngưng hoạt động (vị trí này gọi là cúp dầu). Lằn vạt xéo trên đầu piston có 3 loại: - Lằn vạt xéo phía trên. - Lằn vạt xéo phía dưới. - Lằn vạt xéo trên dưới. Tối đa Trung bình Tắt máy HÌNH 11: Định lượng nhiên liệu của bơm cao áp PE. (a) (b) (c) HÌNH 12 : Cấu tạo đầu Piston bơm PE. a) Lằn vạt xéo trên dưới: Điểm khởi phun và kết thúc phun thay đổi. b) Lằn vạt xéo trên: Điểm khởi phun thay đổi, điểm dứt phun cố định. c) Lằn vạt xéo dưới: Điểm khởi phun cố định, định dứt phun thay đổi IV – BỘ PHUN DẦU SỚM TỰ ĐỘNG TRÊN BƠM CAO ÁP PE: 1 – Cấu tạo: 1 – Mâm thụ động 8 – Vít châm dầu 2 – Trục lắp quả tạ 9 – Vít đậy 3 – Vỏ ngoài 10 – lông đền chêm 4 – Vỏ trong 11 – Lò xo 5 – Mâm chủ động 12 – Tán 6 – Quả tạ 13 – Khớp nối HÌNH 13: Bộ phun dầu sớm tự động trên bơm PE. 7 – Vít xả gió 14 – Quả tạ Gồm: một mâm nối thụ động bắt vào đầu cốt bơm cao áp nhờ chốt then hoa và đai ốc giữ. Một mâm nối chủ động có khớp nối để nhận truyền động từ động cơ. Chuyển động quay của mâm chủ động truyền qua mâm thụ động qua hai quả tạ. - Trên mâm thụ động có ép hai trục thẳng góc với mâm, hai quả tạ quay trên hai trục này. Đầu lồi còn lại của quả tạ tỳ vào chốt của mâm chủ động, hai quả tạ được kềm vào nhau nhờ hai lò xo, đầu lò xo tựa vào trục, đầu còn lại tỳ vào chốt ở mâm chủ động. Một miếng chêm nằm trên lò xo để tăng lực lò xo theo định mức. Một bọc dính với mâm chủ động có nhiệm vụ bọc hai quả tạ và giới hạn tầm di chuyển của chúng. - Tất cả các chi tiết được che kín bằng một bọc ngoài cùng vặn vào bề mặt có ren của mâm thụ động. Các vòng đệm kín bằng cao su hoá học đảm bảo độ kín giữa bọc và mâm chủ động. Nhờ vậy mà bên trong toàn bộ có đầy dầu nhớt bôi trơn. - Trên động cơ Diesel khi tốc độ càng cao, góc phun dầu càng sớm để nhiên liệu đủ thời gian hoà trộn tự bốc cháy phát ra công suất lớn nhất. Do đó trên hầu hết các động cơ Diesel có phạm vi thay đổi số vòng quay lớn đều có trang bị bộ phun dầu sớm tự động. Đối với bơm cao áp PE việc định lượng nhiên liệu tuỳ theo vị trí lằn vạt xéo ở píttông đối với lỗ dầu ra hay vào ở xi lanh. - Với píttông có lằn vạt xéo phía trên thì điểm khởi phun thay đổi, điểm dứt phun cố định. Với píttông có lằn vạt xéo cả trên lẫn dưới không cần trang bị bộ phun dầu sớm tự động vì bản thân lằn vạt xéo đã thực hiện việc phun dầu sớm tự động. - Với píttông có lằn vạt xéo phía dưới thì điểm khởi phun cố định, điểm dứt phun thay đổi. Thông thường các bơm cao áp PE đều có lằn vạt xéo phía dưới nên phải trang bị bộ phun dầu sớm tự động. - Da số bơm cao áp PE người ta ứng dụng bộ phận tự động điều khiển góc phun sớm bằng ly tâm. Điển hình của loại này là bộ phun sớm tự động của hãng Bosch. 2 – Nguyên tắc hoạt động bộ phun sớm kiểu ly tâm của hãng Bosch : I – Không làm việc II – Phun sớm tự động tối đa 10 o HÌNH 14: Nguyên lý làm việc của bộ phun dầu sớm PE Khi động cơ làm việc, nếu vận tốc tăng, dưới tác dụng của lực ly tâm hai quả tạ văng ra do mâm thụ động quay đối với mâm chủ động theo chiều chuyển động của cốt bơm do đó làm tăng góc phun sớm nhiên liệu. Khi tốc độ giảm, lực ly tâm yếu hai quả tạ xếp vào, lò xo quay mâm thụ động cùng với trục cam đối với mâm chủ động về phía chiều quay ngược lại. Do đó làm giảm góc phun nhiên liệu. V – BỘ ĐIỀU TỐC: 1 – Công dụng: Khi ôtô máy kéo làm việc tải trọng trên động cơ luôn thay đổi. Nếu thanh răng của bơm cao áp hoặc bướm tiết lưu giữ nguyên một chỗ thì khi tăng tải trọng, số vòng quay của động cơ sẽ giảm xuống, còn khi tải trọng giảm thì số vòng quay tăng lên. Điều đó dẫn đến trước tiên làm thay đổi tốc độ tiến của ôtô máy kéo, thứ hai là động cơ buộc phải làm việc ở những chế độ không có lợi. Để giữ cho số vòng quay trục khuỷu động cơ không thay đổi khi chế độ tải trọng khác nhau thì đồng thời với sự tăng tải cần phải tăng lượng nhiên liệu cấp vào xilanh, còn khi giảm tải thì giảm lượng nhiên liệu cấp vào xilanh. Khi luôn luôn có sự thay đổi tải trọng thì không thể dùng tay mà điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp vào xilanh. Công việc ấy được thực hiện tự động nhờ một thiết bị đặc biệt trên bơm cao áp gọi là bộ điều tốc. Bất kỳ bộ điều tốc loại nào cũng có nhiệm vụ sau: - Điều hoà tốc độ động cơ dù có tải hay không tải (giữ vững một tốc độ hay trong phạm vi cho phép tuỳ theo loại ) có nghĩa là lúc có tải hay không tải đều phải giữ một tốc độ động cơ trong lúc cần ga đứng yên. - Đáp ứng được mọi vận tốc theo yêu cầu của động cơ. - Phải giới hạn được mức tải để tránh gây hư hỏng máy. - Phải tự động cúp dầu để tắc máy khi số vòng quay vượt quá mức ấn định. 2 – Phân loại: Khi phân loại các bộ điều tốc người ta căn cứ vào những đặc điểm sau: a – Theo tính chất truyền tác dụng: Có hai loại: - Bộ điều tốc tác dụng trực tiếp. - Bộ điều tốc tác dụng gián tiếp. b – Theo vùng bao chế độ tốc độ: Có 3loại: - Loại một chế độ. - Loại hai chế độ. - Loại nhiều chế độ. c – Theo công dụng của bộ điều tốc: Có hai loại: - Loại di chuyển: Đặt trên động cơ của các máy di chuyển. - Loại tĩnh tại: Đặt trên động cơ tỉnh tại, bảo đảm điều chỉnh tốc độ với độ chính xác cao trong các máy phát điện Diesel. d – Theo nguyên tắc tác dụng của phần tử nhạy cảm: Có 4 loại: - Loại cơ khí với phần tử nhạy cảm ly tâm. - Loại áp thấp. - Loại thuỷ lực. - Loại cơ thuỷ lực. 3 – Bộ điều tốc kiểu cơ khí: Hiện nay có rất nhiều bộ điều tốc cơ khí như: loại một chế độ, loại hai chế độ, loại nhiều chế độ. Thông dụng nhất trên ôtô máy kéo hiện nay là bộ điều tốc cơ khí nhiều chế độ. Trong phần này chúng ta tìm hiểu kỹ về bộ điều tốc cơ khí nhiều chế độ. a – Nguyên lý cấu tạo: 1 – Thanh răng 2, 3, 4, 7 – Các cần điều khiển 5 – Cốt gắn khâu trượt 6 – Quả tạ HÌNH 15: Bộ điều tốc cơ khí gắn trên bơm PE. Hầu hết các bộ điều tốc cơ khí đều có 4 bộ phận chính để có thể vận chuyển điều hoà với nhau. • Bộ phận động lực: Cốt bơm truyền sức trực tiếp qua quả văng. Hai quả văng dang ra do lực ly tâm. • Cần liên lạc: Là một hệ thống đòn bẩy tay đòn, thanh kéo, trục tay đòn liên lạc với bộ phận đông lực và thanh răng điều khiển lưu lượng nhiên liệu. • Thanh răng điều khiển đưa nhiên liệu vào ít hay nhiều đến kim phun để xịt vào xilanh tùy theo vị trí. • Ngoài ra còn có lò xo tốc độ đặt đối chọi với lực ly tâm của hai quả tạ và đẩy thanh răng về chiều nhiên liệu khi động cơ chưa làm việc. Đồng thời có các vít điều chỉnh khâu trượt. Tất cả các bộ phận trên được bố trí trong vỏ điều tốc. b – Nguyên lý làm việc: • Phát hành động cơ: Khi phát hành ta kéo ga theo chiều tăng. Qua trung gian lò xo tốc độ, tay đòn, cần liên hệ kéo thanh qua chiều tăng, động cơ phát hành dễ dàng. Khi động cơ đã nổ rồi cốt bơm quay, dưới tác dụng của lực ly tâm hai quả tạ bung ra đẩy khâu trượt tỳ lên tay đòn cân bằng với sức căn lò xo nên đẩy khâu trượt ra đẩy tay đòn, điều khiển thanh về chiều giảm dầu, tốc độ giảm xuống lực ly tâm cân bằng với lò xo, hai quả tạ ở vị trí thẳng đứng. • Bộ điều tốc làm việc khi thay đổi tải: Động cơ đang làm việc ở chế độ ổn định. Ví dụ tải tăng như khi xe đang lên dốc hay máy cung cấp điện nhiều, vì tải tăng nên tốc độ động cơ giảm, nên lực ly tâm của hai quả tạ giảm theo, hai quả tạ xếp lại, lò xo điều tốc thắng lực ly tâm nên đẩy khâu trượt đi vào, qua trung gian tay đòn và cần điều khiển, kéo thanh răng về chiều tăng dầu,hai quả tạ lại bung ra cân bằng với lực lò xo. Nếu ta giảm tải như xe xuống dốc hay máy cung cấp điện dùng ít, tốc độ động cơ có khuynh hướng tăng lên, lực ly tâm của hai quả tạ tăng theo, hai quả tạ dang ra thắng sức căng lò xo điều tốc, qua cần liên hệ kéo thanh răng về chiều giảm dầu để tốc độ giảm lại về vị trí ban đầu, đến khi ổn định hai quả tạ ở vị trí thẳng đứng cân bằng với sức căng lò xo điều tốc. Như vậy cần ga ở một vị trí mà thanh răng tự động thêm hay bớt dầu khi tải tăng hay giảm. Ví dụ vì lý do nào đó tốc độ động cơ vượt quá tốc độ giới hạn, lúc này lực ly tâm quả tạ lớn, hai quả tạ bung ra hết cỡ đẩy khâu trượt đi ra, qua tay đòn và cần liên hệ đẩy thanh răng về chiều cúp dầu, động cơ ngừng, không hại máy. . chiều quay bơm: R:cùng chiều kim đồng hồ HÌNH 7: Bơm cao áp PE. Các chi tiết của một tổ bơm cao áp PE: 1 - Lò xo cao áp 2 - Đầu nối đường ống cao áp 3 - Van cao áp 4 - Đế (bệ) van cao áp 5 -. CẤU TẠO BƠM CAO ÁP PE: 1 - Bộ điều tốc cơ khí 2 - Bơm tiếp vận 3 - Bộ phun dầu sớm. Giải thích ký hiệu ghi trên vỏ bơm cao áp PE: PE 6 A 70 B 4 1 2 R S114 PES 6 A 70 A 2 1 2 3 R S64 PE: chỉ. Cấu tạo một tổ bơm cao áp PE. :: Xem mô phỏng III – NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BƠM CAO ÁP PE: HÌNH 9: Sơ đồ công tác bơm cao áp :: Xem mô phỏng 1 – Theo hình 5: Phần đầu piston bơm có xẻ rãnh