Thiết kế, lắp đặt cơ cấu dẫn động và bơm cao áp trên mô hình hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel dùng bơm cao áp chia

MỤC LỤCMỤC LỤC1PHỤ LỤC3LỜI NÓI ĐẦU5CHƯƠNG 1: PHANH ÔTÔ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP, HỆ THỐNG PHANH CƠ BẢN61.1. Tổng quan.61.1.1.Công dụng của hệ thống phanh.71.1.2.Yêu cầu của hệ thống phanh.71.1.3.Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh81.2.Các phương pháp phanh ôtô.181.3.Phân loại và cấu trúc các hệ thống phanh.191.3.1.Phân loại.191.3.2. Cấu trúc hệ thống phanh19CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG PHANH ÔTÔ262.1.Hệ thống phanh thủy lực.262.1.1.Cấu tạo hệ thống phanh thủy lực.262.1.2.Trợ lực phanh.272.1.3.Van điều hòa lực phanh.312.1.4.Hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS332.2.Hệ thống phanh dẫn động khí nén352.2.1.Cấu tạo và nguyên lý làm việc362.3.Hệ thống phanh thủy khí37CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHANH TAY ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ393.1.Cấu tạo và hoạt động của phanh tay điều khiển điện tử.393.1.1.Cấu tạo của phanh tay điều khiển điện tử.393.1.2.Nguyên lý hoạt động của cơ cấu phanh tay điều khiển điện tử.403.2.Thông số tính toán.403.2.1 Xác định tọa độ trọng tâm xe theo chiều dọc:403.2.2. Xác định momen cần sinh ra tại cơ cấu phanh………………………………….42 3.2.3. Xác định bán kính () của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh:433.2.4. Xác định lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ:443.2.5. Kiểm tra hiện tượng tự xiết:473.2.6. Xác định kích thước má phanh:483.2.7. Áp suất trên bề mặt ma sát:483.2.8. Tính toán nhiệt thoát ra trong quá trình phanh:493.3. Tính toán thiết kế cơ cấu phanh tay điều khiển điện tử.503.3.1. Tính bền guốc phanh503.3.2. Tính bền trống phanh583.3.3. Tính chốt phanh593.3.4. Tính chọn số bánh răng và đường kính bánh răng…………………………..593.4. Lắp đặt trên xe.61KẾT LUẬN62TÀI LIỆU THAM KHẢO63

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 8

1.2 Ý nghĩa của đề tài 8

2 Mục tiêu của đề tài 9

3 Đối tượng nghiên cứu 9

4 Giả thiết khoa học 9

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 9

6 Phạm vi và người thực hiện nghiên cứu 9

7 Phương pháp nghiên cứu 10

PHẦN II: NỘI DUNG 12

Chương I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL DÙNG BƠM CAO

1.1 Sơ lược về hệ thống nhiên liệu Diesel 12

1.1.1 Lịch sử phát triển động cơ Diesel 12

1.1.2 Sơ lược về hệ thống 14

1.1.2.1 Nhiệm vụ 14

1.1.2.3 Phân loại 14

1.1.3 Lĩnh vực áp dụng 15

1.2 Tình hình sử dụng và phát triển động cơ Diesel 15

1.2.1.Tình hình sử dụng và phát triển động cơ Diesel trên thế giới 15

1.2.2.Tình hình sử dụng động cơ Diesel tại việt nam 16

1.3 Kết cấu và nguyên lý hoạt động của bơm cao áp chia 19

1.3.1 Sơ đồ kết cấu 19

1.3.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc 20

1.4 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của từng bộ phận 22

1.4.1 Bơm chuyển nhiên liệu 22

1.4.2 Van điều chỉnh áp suất 23

1.4.3 Đường dầu hồi 24

Chương 2: THIẾT KẾ MÔ HÌNH 50

2.1 Các yêu cầu đối với mô hình 50

2.1.1 Yêu cầu về tính kỹ thuật 50

2.1.2 Yêu cầu về độ an toàn khi sử dụng 50

2.1.3 Yêu cầu về độ thẩm mĩ 50

2.2 Các phương án thiết kế và xây dựng mô hình 50

2.3 Chọn phương án thiết kế và danh mục vật tư thiết bị53

2.3.1 chon phương án thiết kế 53

2.4 thiết kế chế tạo mô hình 55

2.4.1 thiết kế bản vẽ khung giá mô hình 55

2.4.2 Thiết kế bố trí thiết bị trên mô hình 57

2.4.3 Tiến hành chế tạo và lắp đặt mô hình 59

3.2 Trình tự tháo bơm cao áp chia 66

3.3 Bảo dưỡng sửa chữa bộ phận chính của hệ thống 74

3.3.1 Hư hỏng – Nguyên nhân – Tác hại đối với các bộ phận của bơm cao áp chia 74 3.4 Quy Trình Kiểm Tra – Sửa Chữa các bộ phận của bơm cao áp chia 77

3.5 Trình tự lắp bơm cao áp chia 87

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 1 Robert Bosch 12

Hình 1 2 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Diesel 13

Hình 1 3 Bơm cao áp chia 19

Hình 1 4 Nguyên lý hoạt động bơm cao áp 20

Hình 1 5 bơm chuyển nhiên liệu 22

Hình 1 6 Van điều chỉnh áp suất 23

Hình 1 7 Đường dầu hồi 24

Hình 1 8 Cấu tạo và nguyên lý làm việc van điện từ 25

Hình 1 9 Cấu tạo và vị trí lắp ghép các chi tiết bộ truyền động 27

Hình 1 10 Cấu tạo đầu phân phối 28

Hình 1 11 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động đầu cao áp 30

Hình 1 12 Piston và xilanh chia 32

Hình 1 13 Hoạt động của piston chia 34

Hình 1 15 Nguyên lý làm việc của bộ điều khiển phun sớm theo tốc độ 36

Hình 1 16 Cấu tạo và nguyên lý làm việc bộ điều khiển phun sớm theo tải 37

Hình 1 17 Bộ điều khiển phun sớm có van phụ 38

Hình 1 18 Vị trí van phụ ở trạng thái cân bằng 40

Hình 1 21 Bộ điều tốc đa chế độ 42

Hình 1 22 Hoạt động bộ điều tốc vị trí khởi động 43

Hình 1 23 Hoạt động bộ điều tốc chế độ không tải 44

Hình 1 24 Hoạt động bộ điều tốc đa chế độ- vị trí toàn tải 45

Hình 1 26 Bộ phận điều khiển 47

Hình 1 27 Cơ cấu khởi động lạnh – Bộ phận dẫn động 48

Hình 1 28 Bộ tăng khả năng khởi động lạnh bằng thủy lực 49

Hình 1 38 Sơ đồ mạch điện của hệ thống 59

Hình 1 39 Lắp bơm cao áp chia 59

Hình 1 40 Lắp đặt vòi phun 59

Hình 1 41 Kết nối ống tia ô cao áp60

Hình 1 42 Lắp đặt bơm tay- bầu lọc 60

Hình 1 43 Lắp đặt bảng điều khiển 60

Hình 1 44 Lắp đặt mô tơ dẫn động 60

Hình 1 45 Lắp đặt bình nhiên liệu60

Hình 1 46 Lắp đặt sơ đồ nguyên lý của bơm cao áp chia 60

Hình 1 47 Các chi tiết của bơm cao áp chia sau khi tháo 66

Hình 1 48 Cặp xilanh piston bơm cao áp 77

Hình 1 49 Kiểm tra sơ bộ 78

Hình 1 53 Kiểm tra vòng tràn 84

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Vật tư xây đựng mô hình……….………

53 Bảng 2.2 Thiết bị xây dựng mô hình……… 54

Bảng 3.1 Những hư hỏng chung thường gặp trong hệ thống……… ……63

Bảng 3.2 Trình tự tháo bơm cao áp chia……… 66

Bảng 3.3 hư hỏng nguyên nhân tác hại đối với bơm cao áp chia……….…….73

Bảng 3.4 trình tự lắp bơm cao áp chia 86

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế,các ngành công nghiệp nói chung và đặc biệt là ngành công nghiệp ôtô nói riêng đã cónhững bước phát triển nhảy vọt Ô tô là một trong những phương tiện giao thông đóngvai trò quan trọng vào sự phát triển của nền kinh tế xã hội hiện nay Không chỉ đơnthuần là phương tiện vận chuyển thông thường, ôtô đang dần trở thành phương tiện đilại chủ yếu của con người

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế đang phát triển của nước tathì công tác nghiên cứu chế tạo cũng luôn phát triển để đưa ra các phát minh mang tínhchất khoa học và phù hợp với điều kiện kinh tế, nhu cầu cuộc sống của nhân dân.Chính vì đó công tác bảo dưỡng sửa chữa cũng đóng một vai trò rất quan trọng trongviệc đảm bảo khả năng làm việc, tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu, tăng tuổi thọ choôtô cũng như đảm bảo tính an toàn trong quá trình hoạt động

Hiện nay Ô tô là một trong những phương tiện giao thông không thể thiếu đốivới việc phát triển kinh tế - xã hội Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đượcứng dụng rất nhiều vào nền công nghiệp sản xuất Ô tô Công nghệ chế tạo, lắp ráp vàsửa chữa ngày càng được cải tiến mạnh mẽ để tạo ra một chiếc Ô tô hiện đại, tiện nghi,đảm bảo vệ sinh môi trường và giảm tối thiểu tai nạn giao thông

Trường ta có đặc thù là một trường sư phạm kỹ thuật, có đào tạo ra những kỹ

sư, cử nhân vừa có khả năng tư duy sáng tạo cao lại có khả năng nắm bắt được sự pháttriển tiến bộ của khoa học kỹ thuật lại có khả năng ứng dụng các thành tựu khoa học

kỹ thuật vào thực tiễn nhằm nâng cao đời sống của nhân dân, các kỹ sư này vừa có tay

nghề vững vàng, nắm chắc lý thuyết chuyên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô nên “Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng bơm cao áp chia” cũng có vai trò rất quan trọng.

Nắm bắt và hiểu biết được hệ thống này không chỉ giúp cho người học có được những

kỹ năng cơ bản trong việc sửa chữa, bảo dưỡng các cơ cấu, hệ thống trên ô tô mà cònhình thành cho người học khả năng phát hiện, phân tích và xử lý được các hư hỏngthường gặp trong quá trình sử dụng

Do hệ thống nhiên liệu trên động cơ Diesel được ví như trái tim của động cơ nênviệc tìm hiểu sâu rộng về bơm cao áp chia là một việc cần thiết Trong quá trình họctập, do có sự đam mê và lòng nhiệt huyết nên em đã đưa ra quyết định lựa chọn đề tài:

“Thiết kế, lắp đặt cơ cấu dẫn động và bơm cao áp trên mô hình hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel dùng bơm cao áp chia”.

Trong quá trình thực hiện đồ án, do trình độ còn non trẻ và sự hiểu biết còn hạnchế nhưng được sự chỉ bảo của các thầy, cô trong khoa cùng sự giúp đỡ của bạn bè

trong lớp, trường đặc biệt là thầy hướng dẫn Th.s Trần Văn Đăng đến nay đồ án của

em đã hoàn thành Trong quá trình làm đồ án do kinh nghiệm non nớt đồ án khôngtránh khỏi được những thiếu sót, kính mong các thầy cô trong khoa chỉ bảo thêm để đồ

án của em được tiếp tục phát triển hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hưng Yên, ngày 15 tháng 06 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Phạm Văn Vũ

PHẦN I: MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

- Bước sang thế kỉ XXI, sự tiến bộ về khoa học kỹ thuật của nhân loại đã bước lênmột tầm cao mới Là một quốc gia có nền kinh tế đang trên đà phát triển, nước ta đã vàđang có những cải cách mới để thúc đẩy kinh tế Việc tiếp thu, áp dụng các thành tựukhoa học tiên tiến của thế giới đang rất được nhà nước quan tâm nhằm cải tạo, đẩymạnh phát triển các ngành công nghiệp mới, với mục đích đưa nước ta từ một nướcnông nghiệp lúa nước thành một nước công nghiệp phát triển Trải qua rất nhiều nămphấn đấu và phát triển Hiện nay, nước ta đã là thành viên của tổ chức thương mại thếgiới WTO Với việc tiếp cận các quốc gia có nền kinh tế phát triển, chúng ta có thểgiao lưu, học hỏi kinh nghiệm, tiếp thu và áp dụng các thành tựu khoa học tiên tiến đểphát triển hơn nữa nền kinh tế trong nước, bước những bước đi vững chắc trên conđường quá độ lên CNXH

Ngày nay, cùng với sự phát triển không ngừng của Khoa học Kỹ thuật, động cơđốt trong cũng ngày càng được sản xuất và ứng dụng rộng rãi, đặc biệt là Động cơDiesel Chúng thực sự đóng vai trò to lớn trong đời sống kinh tế và xã hội Là động lựcchủ yếu của thế giới trên mọi lĩnh vực: vận tải, xây dựng, phát điện Chính vì thế,việc nghiên cứu sâu rộng về Động cơ Diesel là hết sức cần thiết Một trong những hệthống quan trọng và phức tạp cần phải nghiên cứu trên động cơ Diesel là hệ thốngcung cấp nhiên liệu

- Trong các loại bơm cao áp kể trên thì hệ thống cung cấp nhiên liệu bằng bơm cao ápchia được sử dụng trên các động cơ nhỏ rất phổ biến trên thị trường Việt Nam Do hệthống nhiên liệu trên động cơ Diesel được ví như trái tim của động cơ nên việc tìmhiểu sâu rộng về bơm cao áp chia là một việc cần thiết Trong quá trình học tập, donhóm có cùng sự đam mê và lòng nhiệt huyết nên chúng em đã thành lập nhóm và đưa

ra quyết định lựa chọn đề tài: “Xây dựng nội dung thực hành cho bơm cao áp chia trên

mô hình”

1.2 Ý nghĩa của đề tài.

Đề tài giúp cho những sinh viên năm cuối chúng em củng cố lại kiến thức, chuẩn

bị bước vào cuộc sống sau này để làm hành trang phát triển sự nghiệp

Đề tài nghiên cứu về “Xây dựng nội dung thực hành cho bơm cao cáp chia trên

mô hình” giúp cho em hiểu rõ hơn nữa và bổ trợ thêm kiến thức mới về hệ thống này

Giúp cho em có một kiến thức vững chắc để không còn bỡ ngỡ khi gặp nhữngtình huống bất ngờ về hệ thống này Tạo tiền đề nguồn tài liệu tham khảo cho các bạnhọc sinh, sinh viên các khóa có thêm tài liệu nghiên cứu và tham khảo.

Trong quá trình hoàn thành đề tài này, em thu thập được những kiến thức quantrọng Trước tiên là giúp em, một sinh viên của lớp ĐLK7 có thể hiểu rõ hơn, sâu hơn

về hệ thống này, nắm được kết cấu, điều kiện làm việc, hư hỏng và phương pháp kiểmtra, sửa chữa

2. Mục tiêu của đề tài

- Nghiên cứu hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel dùng

- Xây dựng nội dung thực hành cho bơm cao áp chia trên mô hình

3 Đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng: Xây dựng hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel dùng bơm cao áp

chia

- Khách thể nghiên cứu: lắp đặt mô hình hệ thống nhiên liệu dùng bơm cao

áp chia tại xưởng khoa cơ khí động lực

4 Giả thiết khoa học

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel dùng bơm cao áp chia vẫn còn làmột nội dung cần phải nghiên cứu, tìm hiểu nhiều đối với học sinh, sinh viên Kếtcấu, nguyên lý hoạt động của từng bộ phận trong hệ thống ít được chú trọng, quantâm và đưa vào làm nội dung giảng dạy, nghiên cứu, học tập

- Hệ thống tài liệu tham khảo về hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel dùng bơmcao áp chia phục vụ cho học tập và nghiên cứu cũng như ứng dụng trong thực tếvẫn còn hạn chế

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Thứ nhất: Phân tích đặc điểm, kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống cungcấp nhiên liệu Diesel dùng bơm cao áp chia

- Thứ hai: Xây dựng mô hình cho hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng bơm cao ápchia

- Thứ ba: Xây dựng nội dung thực hành cho bơm cao áp chia trên mô hình

- Thứ tư: Thử nghiệm đánh giá hiệu quả hệ thống nhiên liệu Diesel dùng bơm cao

áp chia trên mô hình

 Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel dùng bơm cao ápchia.

- Tìm hiểu về hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel

- Phân tích đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống cung cấp nhiên liệudùng bơm cao áp chia

- Xây dựng mô hình hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel dùng bơm cao ápchia

- Xây dựng nội dung thực hành cho bơm cao áp chia

- Tổng hợp các kiến thức đã có để bảo dưỡng, chẩn đoán, sửa chữa bơm cao áp chiatrên mô hình

 Người thực hiện: Người nghiên cứu đảm nhiệm vai trò vừa nghiên cứu, xâydựng mô hình hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng bơm cao áp chia

7 Phương pháp nghiên cứu

 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Bước 1: Quan sát, đo đạc tìm hiểu các thông số kết cấu, nguyên lý hoạt

động của hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel dùng bơm cao áp chia

- Bước 2: Lập phương án và xây dựng mô hình hệ thống cung cấp nhiênliệu động cơ Diesel dùng bơm cao áp chia Đưa ra các phương pháp thử nghiệmtrực tiếp trên hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel dùng bơm cao áp chia

- Bước 3: Từ kết quả thử nghiệm, chọn được xây dựng các nội dung thựchành cho bơm cao áp chia trên mô hình

 Phương pháp nghiên cứu dựa trên tài liệu

- Phương pháp được thực hiện khi chúng ta đã thu thập một số lượng tài

liệu tham khảo cũng như những đề tài có liên quan và được thực hiện trước đó

* Mục đích: Nghiên cứu, tham khảo, tìm hiểu các thông tin khoa học trên

cơ sở nghiên cứu các văn bản, tài liệu, sách báo đã có sẵn bằng tư duy logic đểrút ra kết luận cần thiết

* Phân loại tài liệu nghiên cứu:

- Tài liệu sơ cấp: Là tài liệu mà người nghiên cứu thu thập, phỏng vấn trực

tiếp, thu thập số liệu và tài liệu nghiên cứu chưa qua phân tích, thảo luận

- Tài liệu thứ cấp: Là tài liệu có nguồn gốc từ tài liệu sơ cấp đã được phân

tích, thảo luận và diễn giải như: sách giáo khoa, báo chí và các giáo trình… Cáctài liệu này đã được giải thích và phân tích dựa trên thực tiễn và lý thuyết mộtcách chính xác

* Các bước thực hiện:

- Bước 1: Thu thập tìm tòi các tài liệu viết về hệ thống cung cấp nhiên liệu

Diesel dùng bơm cao áp chia

- Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống logic, chặt chẽ

theo từng bước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở và bảnchất nhất định

- Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về hệ thống cungcấp nhiên liệu Diesel dùng bơm cao áp chia, dựa trên các kiến thức đã được họctrong trường và kiến thức từ thực tế: Phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc mộtcách khoa học

- Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích và nghiên cứu được, hệ thống hóalại những kiến thức đã nắm được để cải tiến trược tiếp trên hệ thống cung cấpnhiên liệu Diesel dùng bơm cao áp chia

 Phương pháp thống kê mô tả

Là phương pháp tổng hợp kết quả nghiên cứu thực tiễn và nghiên cứu đểđưa ra kết quả chính xác và khoa học

* Các bước thực hiện:

- Bước 1: Thống kê ra các bộ phận cấu tạo nên hệ thống cung cấp nhiênliệu Diesel dùng bơm cao áp chia một cách chi tiết sau đó mô tả kết cấu củatừng bộ phận đó và nguyên lý hoạt động của từng bộ phận

- Bước 2: Phân tích và giải thích kết cấu từng bộ phận trong hệ thống cungcấp nhiên liệu Diesel dùng bơm cao áp chia từ đó rút ra nguyên lý làm việc củatừng bộ phận, thông qua đó xây dựng hệ thống thực hành cho bơm cao áp chiatrên mô hình

 Kế hoạch nghiên cứu

10.1.213 – 10.2.2013: Nghiên cứu tổng quát về hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel dùng bơm cao áp chia

10.2.2012 – 10.3.2013: Thiết kế mô hình hệ thống cung cấp nhiên liệu động

-cơ Diesel dùng bơm cao áp chia

PHẦN II: NỘI DUNG

Chương I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL DÙNG BƠM

CAO ÁP CHIA

1.1 Sơ lược về hệ thống nhiên liệu Diesel

1.1.1 Lịch sử phát triển động cơ Diesel

Lịch sử phát triển của hệ thống nhiên liệu Diesel và Diesel điều khiển điện tử.Động cơ Diesel được phát minh vào năm 1892 nhờ kỹ sư người Đức Rudolf Diesel,hoạt động theo nguyên lý tự cháy Ở gần cuối quá trình nén, nhiên liệu được phun vàobuồng cháy động cơ để hình thành hòa khí rồi tự bốc cháy

Đến năm 1927 Robert Bosch mới phát triển bơm cao áp (bơm phun Bosch lắpcho động cơ Diesel trên ôtô thương mại và ôtô khách vào năm 1936)

Hình 1 1 Robert Bosch

Ra đời sớm nhưng động cơ Diesel không phát triển như động cơ xăng do gây ranhiều tiếng ồn, khí thải bẩn Tuy nhiên cùng với sự phát triển của kỹ thuật công nghệ, các vấn đề được giải quyết và động cơ Diesel ngày càng trở nên phổ biến và hữu dụng hơn

Khí thải động cơ Diesel là một trong những thủ phạm gây ô nhiễm môi trường Động cơ Diesel có tính hiệu quả và kinh tế hơn động cơ xăng, tuy nhiên vấn đề tiếng

ồn và khí thải vẫn là những hạn chế trong sử dụng động cơ Diesel

Hình 1 2 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Diesel

Hệ thống nhiên liệu Diesel không ngừng được cải tiến với các giải pháp kỹ thật tối

ưu nhằm làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm và suất tiêu hao nhiên liệu Các chuyên gia nghiên cứu động cơ Diesel đã đề ra nhiều biện pháp khác nhau về kỹ thuật phun vàđiều khiển quá trình cháy nhằm hạn chế các chất ô nhiễm Các biện pháp chủ yếu tập trung vào giải quyết các vấn đề:

- Tăng tốc độ phun để giảm nồng độ bồ hóng do tăng tốc độ hòa trộn nhiên liệu và không khí

- Tăng áp suất phun, đặc biệt là đối với động cơ phun trực tiếp

- Điều chỉnh quy luật phun theo hướng kết thúc nhanh quá trình phun

- Biện pháp hồi lưu một bộ phận khí xả

Hiện nay các nhược điểm đó đã được khắc phục bằng cách cải tiến một số bộ phậncủa hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiên điện tử như:

- Bơm cao áp điều khiển điện tử

- Vòi phun điện tử

- Ống tích trữ nhiên nhiệu áp suất cao (ống Rail)

Năm 1986 Bosch đã đưa ra thị trường việc điều khiển điện tử cho hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel được gọi là hệ thống nhiên liệu Common Rail

Cho đến nay hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail đã được hoàn thiện Trong động cơ Diesel hiện đại, áp suất phun được thực hiện cho mỗi vòi phun một

từng vòi phun theo yêu cầu So với các hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel thông thường thì Common Rail Diesel đã đáp ứng và giải quyết được những vấn đề:

- Giảm tối đa mức độ tiếng ồn

- Nhiên liệu được phun ra với áp suất rất cao nhờ kết hợp điều khiển điện tử, áp suất phun có thể đạt tới 184 MPa Thời gian phun cực ngắn và tốc độ phun cực nhanh (khoảng 1.1 m/s)

- Có thể thay đổi áp suất phun và thời điểm phun tùy theo chế độ làm việc của động cơ

- Tiết kiệm nhiên liệu

- Giảm mức độ ô nhiễm môi trường

1.1.2 Sơ lược về hệ thống

1.1.2.1 Nhiệm vụ

Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu Diesel dưới dạng sương mù và không khí sạch vào buồng đốt để tạo thành hỗn hợp cho động cơ, cung cấp kịp thời, đúng lúc phù hợp với các chế độ của động cơ và đồng đều trong tất

- Phun đúng thứ tự làm việc của động cơ Áp suất phun, lượng nhiên liệu phun, thời điểm phun phải như nhau ở các xilanh

- Hình dạng buồng đốt phải tạo ra sự xoáy lốc cho không khí trong xilanh, khi nhiên liệu phun vào sẽ hòa trộn với không khí

1.1.2.3 Phân loại

 Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel được phân ra làm hai loại:

- Loại tự chảy: Nhiên liệu tự chảy từ thùng chứa tới bơm cao áp Khi đó thùng chứa đặt cao hơn bơm cao áp

- Loại cưỡng bức: Nhiên liệu được bơm hút từ thùng chứa đẩy đến bơm cao

áp, bằng bơm chuyển nhiên liệu, thùng chứa thường được đặt xa, thấp hơn bơm cao áp.

 Dựa theo đặc điểm của hai chi tiết chính trong hệ thống đó là bơm cao áp

và vòi phun, hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel được chia ra hai loại sau:

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu phân bơm: Ở loại này, bơm cao áp và vòi phun là hai chi tiết riêng biệt và được nối với nhau bằng đường ống dẫn nhiên liệu cao áp.

- Hệ thống nhiên liệu kiểu bơm phân cao áp: Ở loại này chức năng của bơm cao áp và vòi phun được thay thế bằng một thiết bị nhiều tác dụng được gọi bơm phun cao áp Nó được thực hiện tất cả các nhiệm vụ cung cấp điều chỉnh và phun nhiên liệu cao áp vào buồng đốt.

Hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu bơm phun cao áp được sử dụng ở mức độ rất hạn chế trong động cơ Diesel hiện đại.

1.1.3 Lĩnh vực áp dụng

- Phạm vi ứng dụng rộng rãi (cho xe du lịch và xe tải nhỏ có công suất đạt đến 30 kW/xilanh, cũng như xe tải nặng, xe lửa và tàu thuỷ có công suất đạt đến 200

kW/xilanh

- Áp suất phun đạt đến khoảng 1400 bar

- Có thể thay đổi thời điểm phun nhiên liệu

- Có thể phun làm 3 giai đoạn: phun sơ khởi (pilot injection), phun chính (main injection), phun kết thúc (post injection)

Thay đổi áp suất phun tùy theo chế độ hoạt động của động cơ

1.2 Tình hình sử dụng và phát triển động cơ Diesel.

1.2.1.Tình hình sử dụng và phát triển động cơ Diesel trên thế giới.

- Động cơ Diesel là phát minh của Rudolf Diesel, người đã tốt nghiệp Đại học

Kỹ thuật ở Munich, Đức, với số điểm cao nhất trong lịch sử của trường Ông đã đượccấp bằng sáng chế cho động cơ Diesel đầu tiên vào năm 1892 Từ đó đến nay, côngnghệ động cơ Diesel không ngừng được cải tiến và đã có những bước phát triển vượtbậc Động cơ Diesel có rất nhiều ưu điểm vượt trội như khả năng tiết kiệm nhiên liệucủa chúng Đặc biệt, khi giá xăng trên thế giới trở nên quá đắt đỏ, thì nhu cầu sử dụng

xe có động cơ chạy bằng dầu Diesel ngày một tăng cao Nhiều hãng sản xuất đã coiđây là thị trường tiềm năng và đang phát triển mạnh các loại xe động cơ Diesel để đápứng nhu cầu

- Theo số liệu của các nhà sản xuất, thì châu Âu là thị trường thực dụng nhất và

Thụy sỹ, động cơ Diesel chiếm thị phần cao hơn động cơ xăng Nhu cầu giảm tiêu thụnhiên liệu cũng giúp tăng lượng xe động cơ Diesel tại Hoa Kỳ và châu Á trong thờigian qua Ngay Nhật Bản, với tỷ lệ xe chạy dầu hiện mới chiếm khoảng 3% đến 5% số

xe lưu hành, cũng đang trở thành thị trường mục tiêu cho những nhà sản xuất xe động

cơ Diesel

- Những năm gần đây, với việc áp dụng hàng loạt công nghệ hiện đại như “đavan, phun nhiên liệu trực tiếp và kiểm soát cháy nổ”, động cơ Diesel có những bướcphát triển mạnh mẽ và trở thành một đối trọng đáng kể với động cơ xăng truyền thống.Đến nay, động cơ Diesel cũng đã được áp dụng các tiêu chuẩn như Euro1, Euro2,Euro3 và Euro4 Bên cạnh đó với kết quả nỗ lực của các nhà công nghiệp dầu mỏ, hàmlượng lưu huỳnh (một hoá chất độc hại gây nguy hại lớn cho môi trường) có trongnhiên liệu Diesel đã được giảm từ 500ppm (phần triệu) xuống 50 ppm vào cuối năm

2004 tại một số quốc gia Hiện nay tại Nhật Bản, nhiên liệu Diesel có hàm lượng lưuhuỳnh dưới 50ppm đã được cung cấp rộng rãi trên toàn quốc Với lý do đó, việc ápdụng bộ xúc tác ô xy hoá cao và bộ lọc bụi Diesel với khả năng phục hồi liên tục đãtrở thành hiện thực

- Hơn nữa, vào năm 2007, nhiên liệu Diesel với hàm lượng lưu huỳnh thấp hơn10ppm sẽ được cung cấp Do vậy, có thể áp dụng công nghệ xúc tác “bẫy” NOx nhưNSR (NOx Storage Reduction - Bộ xử lý NOx) và DPNR (Diesel Particulates and NOx

Reduction - Bộ giảm lượng NOx và Bụi cho động cơ Diesel) Điều này sẽ làm chođộng cơ Diesel trở nên cực kỳ sạch và thân thiện với môi trường, giúp việc sử dụng nóngày càng thông dụng hơn

- Theo tính toán, xe dùng động cơ Diesel tiết kiệm nhiên liệu trung bình từ 25%đến 40% so với động cơ xăng Dầu Diesel được trộn với không khí và nén với áp suấtlớn khi phun vào buồng đốt, làm tăng hiệu suất của động cơ, tiết kiệm nhiên liệu do tỷ

lệ trộn là tối ưu Động cơ thế hệ mới còn sử dụng hệ thống turbo tăng áp giúp hoànthiện quá trình phun nhiên liệu, làm tăng 30% công suất động cơ và giảm mức tiêu haonhiên liệu

- Ngoài ra, động cơ Diesel tạo mômen xoắn lớn, giúp xe có sức kéo mạnh hơn,khả năng leo dốc và vượt địa hình phức tạp cao Độ bền của động cơ Diesel được tăngcường nhờ áp dụng công nghệ mới, làm giá trị bán lại của xe thường cao hơn các dòng

xe khác Những lợi thế trên khiến các xe trang bị động cơ Diesel càng ngày càng thuhút được sự quan tâm của người sử dụng trên toàn thế giới

1.2.2.Tình hình sử dụng động cơ Diesel tại việt nam.

Trong những năm qua, xu hướng sử dụng động cơ Diesel ở Việt Nam cũngđang gia tăng mạnh kể cả về số lượng lẫn chủng loại Theo VAMA (Hiệp hội các nhàsản xuất ô tô ở Việt Nam), xe động cơ Diesel hiện chiếm 21.75% thị trường ô tô mớitại Việt Nam (khoảng gần 40.000 chiếc), tăng đáng kể so với năm 2001, khi tỷ lệ này

là dưới 10% Hiện Ford là nhà sản xuất đi tiên phong trong sản xuất và tiêu thụ ô tôgắn động cơ Diesel tại Viêt Nam Năm 2005, riêng xe chạy dầu đã chiếm 90% lượng

xe bán ra của dòng Ford Transit, 75% với Ford Everest Hiện nay xe động cơ dầu củacác liên doanh ôtô cũng đang bán khá chạy Trong 2 tháng đầu năm 2006, Ford ViệtNam đã bán được 236 xe Everest, 113 xe Transits và 65 xe Ranger máy dầu ToyotaViệt Nam đã bán được 50 xe Hiace máy dầu; Mercedez Việt Nam bán được 15 xe ôtôchạy dầu Sprinter, Isuzu Việt Nam bán được 30 xe đa dụng (MPV) Hi-Lander Số xemáy dầu (chỉ tính các loại xe chở khách từ 16 chỗ trở xuống, xe pick up, xe MPV,không kể xe tải) của 11 liên doanh ô tô trong 2 tháng đầu năm 2006 bán ra là 480 xetrong tổng số 1892 xe loại này Đây chính là minh chứng cho xu thế chuyển sang sửdụng xe động cơ Diesel tại Việt Nam

Tại Việt Nam, xe động cơ chạy bằng dầu cực kỳ phát huy hiệu quả khi được sửdụng trong kinh doanh, nông nghiệp, xây dựng và khai khoáng Chỉ tính riêng tỉnhQuảng Ninh theo số liệu thống kê của Phòng Vận tải Sở Giao thông vận tải tỉnh, tínhđến ngày 2/6/2005 có 12392 chiếc xe các loại trong đó có:

- Xe con (từ 9 ghế trở xuống) là 3085 chiếc

- Xe ca (từ 10 ghế trở lên) là 2296 chiếc

- Xe tải 6133 chiếc

- xe chuyên dùng (xe téc ) 701 chiếc

- Xe rơ moóc 48 chiếc

- Xe công nông 96 chiếc

- Đầu kéo có 33 chiếc

Có 1102 chiếc chuyển vùng đi nơi khác nên con số chính thức hiện tại là 11209chiếc

Theo số liệu thống kê tại phòng Cơ điện thuộc Tổng công ty Than Việt Nam làđơn vị khai thác và vận chuyển than thuộc địa bàn tỉnh Quảng Ninh, tính đến ngày 31tháng 12 năm 2004, có 2276 xe ô tô và đầu kéo các loại tất cả đều là động cơ Diesel:

- Xe CATERPILLAR (86 chiếc): 60 chiếc 58 tấn, 26 chiếc 36 tấn.

- Xe KOMATSU (88 chiếc): 9 chiếc 45 tấn, 79 chiếc 32 tấn

- Xe trung xa (1473 chiếc) trọng tải từ 10 đến 21 tấn

- Xe khung mềm (40 chiếc) trọng tải từ 32 đến 45 tấn

- Đầu kéo đường sắt 1 chiếc (400 đến 1200) HP

- Tầu kéo đẩy xà lan S2 31 chiếc (135 đến 300) HP

- Tầu vận tải biển (4 chiếc) từ 200 đến 600 tấn

- Tầu lai dắt cảng biển (3 chiếc) công suất (670 đến 3200) HP

Do đặc thù công việc nặng nhọc nên các loại động cơ ô tô, máy kéo vùng mỏQuảng Ninh chủ yếu dùng động cơ Diesel trong tổng số 11290 chiếc xe ô tô, máy kéothì chiếm tới 89% là các loại xe dùng động cơ Diesel chưa kể đến các loại động cơDiesel dùng trong nông nghiệp và các lĩnh vực khác Sở dĩ như vậy là vì động cơDiesel có công suất cao, tải trọng lớn đáp ứng được nhu cầu vận chuyển khai thác mỏ

mà nó còn mang lại hiệu quả kinh tế về việc sử dụng dầu Diesel rẻ hơn xăng và hệ số

an toàn cũng cao hơn Do vậy động cơ Diesel được dùng khá phổ biến không chỉ ởkhu vực Quảng Ninh mà trên toàn quốc nó đóng góp một phần không nhỏ trong côngcuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước

1.3 Kết cấu và nguyên lý hoạt động của bơm cao áp chia

1.3.1 Sơ đồ kết cấu

Hình 1 3 Bơm cao áp chia

2- Vít giới hạn toàn tả 12- piston

4- vít giới hạn chân ga 14- lò xo

7- Vít điều chỉnh toàn tải 17- giá đỡ con lăn.

8- Cụm cần điều khiển 18- Bánh răng dẫn động.

9- Cần đàn hồi M- chốt 19- Bơm cung cấp.

17 18 19

20 21 22

23

24

25

5

* Bơm chia gồm: Nắp bơm, thân bơm và đầu chia.

Trong đó, có các bộ phận chính:

- Bộ phận truyền chuyển động: Trục truyền động (1), bánh răng truyền động(3), đĩa cam (6), khớp nối trung gian Nhiệm vụ của bộ phận này là nhận chuyển độngquay từ trục khuỷu động cơ để truyền cho piston (11) Mặt khác cùng với con lăn (5),

lò xo hồi vị piston (8), khi đĩa cam quay tạo nên chuyển động tịnh tiến cho piston

- Bộ phận tạo áp suất cao và phân phối: Piston (11), xilanh chia (10), các đầuphân phối (12) Piston chia vừa quay, vừa chuyển động tịnh tiến để nạp, nén và chianhiên liệu tới các lỗ chia trên xilanh, qua các đầu phân phối và ống dẫn tới vòi phun

- Bộ điều tốc: Được điều khiển bằng cần ga (22), mặt khác chuyển đổi tốc độđộng cơ thành lực ly tâm của các quả văng để tác động vào cần điều khiển Hợp lựctác dụng của hai thành phần lực này sẽ điều khiển lượng nhiên liệu thông qua bạc điềuchỉnh, từ đó định lượng nhiên liệu cung cấp cho xilanh động cơ phù hợp với từng chế

độ làm việc

- Bộ điều khiển phun sớm hoạt động dựa vào áp suất dầu trong buồng bơm, từ

đó làm xoay vòng con lăn cùng hoặc ngược chiều quay của trục truyền động, tức giảm

là hay tăng góc phun sớm nhiên liệu sao cho phù hợp với tốc độ và trạng thái làm việccủa dộng cơ

- Ngoài ra trên bơm chia còn trang bị các bộ phận khác như: van cắt nhiên liệu, cảm biến tốc độ động cơ, bộ tăng khả năng khởi động lạnh, van điều chỉnh áp suất, đường dầu hồi

1.3.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc

Hình 1 4 Nguyên lý hoạt động bơm cao áp.

Khi bật khóa điện và động cơ làm việc, thông qua bộ truyền đai, trục cơ dẫnđộng trục bơm quay Bơm chuyển nhiên liệu làm việc và hút hiên liệu từ thùng chứa(31) qua bầu lọc (28) được đẩy vào buồng bơm Một van điều chỉnh áp suất (30) đượclắp trên cửa ra của bơm chuyển nhiên liệu, khi áp suất nhiên liệu trong buồng bơm

vượt quá giá trị cho phép sẽ đẩy mở van, nhiên liệu dư được đẩy trở lại đường nạp.Đường dầu hồi (20) được lắp trên nắp bơm, thông buồng bơm với thùng nhiên liệu(31) để ổn định nhiệt độ và áp suất buồng bơm, đồng thời thường xuyên tự xả cho bơmchia Piston chia (12) vừa chuyển động quay, vừa chuyển động tịnh tiến do đĩa cam (5)truyền tới Đĩa cam quay nhờ trục truyền (1) qua khớp nối trung gian, đồng thời cácvấu cam trên đĩa cam sẽ trượt trên các con lăn, cùng với sự tác động của lò xo hồi vịpiston tạo nên chuyển động tịnh tiến cho đĩa cam Chuyển động quay của piston (12)

để đóng, mở đường dầu vào khoang cao áp (13), còn chuyển động tịnh tiến để nạp vànén nhiên liệu Trường hợp nạp nhiên liệu, khi piston đi xuống và rãnh vát trên đầupiston mở cửa nạp, nhiên liệu trong khoang bơm qua đường nạp, qua rãnh vát củapiston chia vào khoang cao áp (13)

Trường hợp piston đi lên, sự nén nhiên liệu bắt đầu khi đầu piston đóng cửa nạp(14), tới khi lỗ chia trên piston (9) trùng với một lỗ chia trên xilanh (8), thì nhiên liệu

có áp suất cao đẩy mở van triệt hồi (11) vào đường ống cao áp và tới vòi phun (32).Quá trình kết thúc cung cấp nhiên liệu khi bạc điều chỉnh (7) mở cửa xả () trên piston,khi đó nhiên liệu từ khoang cao áp (13) được xả tự do trở lại khoang bơm

Lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ được điều khiển bởi bạc điều chỉnh (7) thôngqua bộ điều tốc ly tâm và cần ga (25) sao cho phù hợp với các chế độ khác nhau Khitốc độ động cơ tăng, góc phun sớm nhiên liệu được điều chỉnh bằng bộ điều phun sớm(4)

Khi muốn tắt máy, ta ngắt khóa điện, van điện từ (15) đóng đường nạp nhiên liệu vàokhoang cao áp (13)

1.4 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của từng bộ phận

1.4.1 Bơm chuyển nhiên liệu

a Cấu tạo.

1 Cửa dầu vào

2 Đường dầu vào

Hình 1 5 bơm chuyển nhiên liệu

Bơm chuyển nhiên liệu được bố trí trên trục truyền chính trong thân bơm chia.Gồm có: rôto, stato, các phiến gạt và mặt bích chặn

- Dọc rôto gia công 4 rãnh để lắp 4 phiến gạt Rôto được nối với trục truyền bởithen bán nguyệt Mặt trong của stato được thiết kế lệch tâm với rôto

- Mặt bích chặn được bắt vào thân bơm chia bởi 2 vít (9), trên nó có một lỗ (L)thông cửa ra của bơm chuyển nhiên với buồng bơm

- Từ cửa ra của bơm chuyển nhiên liệu được chia làm hai đường dầu, mộtđường vào khoang bơm qua lỗ (L), một đường đến van điều chỉnh áp suất và thông vớiđường dầu hồi (khi van mở)

b Nguyên lý làm việc của bơm chuyển nhiên liệu.

Khi trục truyền động quay, rôto bơm (3) quay theo, lực ly tâm làm 4 phiến gạt(7) văng ra và tiếp xúc với mặt trong của stato (4), để tạo ra 4 khoang nhiên liệu có thểtích thay đổi Tại cửa nạp (1) thể tích khoang lớn nhất, tại cửa ra (6) thể tích khoangnhỏ nhất Do vậy khi rôto quay sẽ tạo ra độ chân không tại cửa nạp, nhiên liệu đượchút vào qua đường nạp và bị nén lại tới của xả (với áp suất nhất định) theo đường xả(5) vào khoang bơm

6 5

1.4.2 Van điều chỉnh áp suất

a Cấu tạo.

Hình 1 6 Van điều chỉnh áp suất

Gồm piston (4) được lắp trong xilanh (hay thân van) (3), đầu dưới piston tiếpxúc với cửa ra của bơm chuyển nhiên liệu; lò xo (2) lắp giữa bạc điều chỉnh (1) vàpiston (4) Trên thân van có một lỗ thoát dầu dư (7) và một lỗ cân bằng áp suất (6), cảhai lỗ đều thông với đường dầu nạp (9); lỗ (6) có nhiệm vụ cân bằng áp suất phía trênpiston khi piston đi lên, ngược lại đảm bảo áp mở van chỉ phụ thuộc vào sức căng lò

xo, và khi piston đi xuống nó bù một vào lượng dầu để không tạo ra độ chân khôngcản trở piston Đế van (8) được lắp chặt vào thân van (3)

b Nguyên lý làm việc van điều chỉnh áp suất.

Khi áp suất dầu ở cửa ra của bơm chuyển nhiên liệu nằm trong mức quy định vàchưa thắng được sức căng lò xo (2), thì piston (4) sẽ đóng kín đế van (8) và lỗ thoátdầu dư (7) Khi áp suất này vượt quá giá trị cho phép sẽ đẩy piston (4) đi lên và ép lò

xo (2) lại làm mở lỗ thoát dầu dư (7), dầu có áp suất cao từ cửa ra của bơm chuyểnnhiên liệu theo đường dầu đến (5), qua lỗ thoát dầu (7) được đẩy ra đường dầu nạp (9).Tùy thuộc vào áp suất dầu ở cửa ra của bơm chuyển nhiên liệu lớn hay nhỏ mà piston(4) mở lỗ thoát (7) nhiều hay ít, làm giảm bớt lượng dầu dư và ổn định áp suất trongbuồng bơm Khi áp suất buồng bơm không đúng quy định, ta điều chỉnh sức căng lò

xo (2) bằng cách thay đổi vị trí của bạc điều chỉnh (1)

1.4.3 Đường dầu hồi

Hình 1 7 Đường dầu hồi

Đường dầu hồi được bắt vào nắp bơm (5) bởi đầu nối (1), nhằm ổn định áp suấttrong buồng bơm khi áp suất dầu ở cửa ra của bơm chuyển nhiên liệu quá lớn, mà vanđiều chỉnh áp suất chưa kịp thoát hết lượng dầu dư; mặt khác cơ cấu còn tự động xả ekhi nhiên liệu trong buồng bơm có không khí

Đầu nối (1) thông với đường dầu ra qua các lỗ thoát dầu (6) và ống tiết lưu (4), nó chophép một lượng dầu nhất định đi qua và trả về thùng nhiên liệu

5 7

a b

Hình 1 8 Cấu tạo và nguyên lý làm việc van điện từ

a Van điện từ mở b Van điện từ

1 Nam châm điện (phần cảm) 4 Cửa nạp nhiên liệu

2 Lò xo van điện từ 5 Đường nạp nhiên liệu

3 Ty van (phần ứng)

Cấu tạo gồm nam châm điện hay phần cảm (1), ty van hay phần ứng (3) và lò

xo van điện từ (2) đặt trong ty vặn

- Van điện từ được tắt (mở) bằng khóa điện, có tác dụng đóng (mở) đườngnhiên liệu từ buồng bơm vào khoang cao áp đầu piston

- Khi mở khóa điện (hình1.8.a), nam châm điện (1) hoạt động sẽ hút ty van (3)lên và nén lò xo (2) lại, nhiên liệu từ buồng bơm qua đường nạp (5) được cung cấp tớicửa nạp (4)

- Khi tắt khóa điện (hình 1.8 b), nam châm điện (1) ngừng hoạt động, lò xo (2)đẩy ty van (3) đi xuống đóng cửa nạp (4) Như vậy bơm chia ngừng cung cấp nhiênliệu và động cơ không làm việc

1

2

3

45

- Một lò xo giảm dao động (7) (hình: 1.9a) lắp giữa khớp nối trung gian (2) và đĩacam (4), nhằm đảm bảo đĩa cam chuyển hướng êm dịu từ vị trí đỉnh cam xuống châncam và ngược lại, mặt khác không cho khớp nối trung gian dịch chuyển tự do.

- Khớp nối trung gian (hình 1.9 b) có nhiệm vụ nối và truyền chuyển động giữatrục truyền động (1) với đĩa cam (4)

- Bánh răng truyền động (2) ăn khớp với bánh răng bộ điều tốc (3), để truyềnchuyển động từ trục truyền động (1) tới giá đỡ quả văng (4)

- Đĩa cam có kết cấu đặc biệt (hình1.9c), mặt trước của đĩa cam gia công các vấucam (1) với bề mặt làm việc có độ bóng, độ cứng cao (số vấu cam bằng số xilanh củađộng cơ), và vấu truyền lực (2) để lắp với khớp trung gia mặt sau đĩa cam liên độngvới đuôi piston thông qua chốt (3)

- Để đĩa cam thực hiện được chuyển động tịnh tiến thì phải có vòng con lăn (2),các con lăn (1) và lò xo hồi vị piston (1.9)

+ Số con lăn bằng số xilanh của động cơ, chúng được đặt trên vòng con lăn tạinhững vị trí đã được xác định

+ Lò xo hồi vị piston (13) được lắp lồng vào chốt (17), ở vị trí giữa giá đỡ (13) vàđầu bơm (5) Chốt dẫn hướng (17) được lắp vào lỗ trên đầu bơm (hình 3.11)

Hình 1 9 cấu tạo và vị trí lắp ghép các chi tiết bộ truyền động

8 Khớp cao su

9 Rãnh then lắp trục truyền động với rôto bơm chuyển nhiên liệu

b Nguyên lý làm việc của bộ phận truyền động.

Khi trục truyền động (1) quay, qua khớp nối trung gian (3) làm đĩa cam (4)theo, lúc đó các vấu cam sẽ trượt trên các con lăn từ vị trí thấp nhất (chân cam) lên vịtrí cao nhất (đỉnh cam) và ngược lại Lò xo hồi vị piston đảm bảo cho bề mặt các vấucam luôn ép chặt vào con lăn

- Khi đĩa cam quay và vấu cam trượt từ vị trí chân cam lên đỉnh cam, sẽ ép lò

xo hồi vị piston và đĩa cam được nâng lên một đoạn Ngược lại, vấu cam trượt từ vị tríđỉnh cam xuống chân cam, do sức căng của lò xo hồi vị piston sẽ đẩy đĩa cam về vị tríban đầu và nén lò xo giảm dao động Như vậy chuyển động quay và tịnh tiến của đĩacam sẽ được truyền tới piston, để nạp và nén nhiên liệu

1.4.6 Đầu phân phối - piston và xilanh bơm cao áp chia.

Hình 1 10 Cấu tạo đầu phân phối

1 Van cao áp 11 Bạc trượt

2 Lò xo van cao áp 12 Đệm giá đỡ lò xo

3 Bulông trung tâm 13 Piston

4 Đai ốc ba cạnh 14 Giá đỡ lò xo

9 Lỗ lắp lò xo hồi vị đòn hiệu chỉnh 19 Lỗ chia trên xylanh

1 2 3 4 5 6

7 9

1 0 11 12

8

10 Xilanh chia 20 Rãnh chia nhiên liệu

a Đầu bơm chia (hay đầu phân phối).

Đầu bơm (5) có dạng hình khối, cùng với thân bơm, nắp bơm tạo thành buồngbơm Trên đó lắp các chi tiết, bộ phận khác như van cắt nhiên liệu, đầu cao áp (6), chốtdẫn hướng lò xo hồi vị piston (15), lò xo hồi vị đòn hiệu chỉnh (vị trí lỗ 8)

- Đầu bơm (5) được bắt chặt vào thân bơm bằng 4 bulông và vòng làm kín

- Bên trong đầu bơm có gia công các rãnh dầu (như rãnh nạp nhiên liệu (8)thông buồng bơm với cửa nạp (7), rãnh chia nhiên liệu (20) từ lỗ chia trên xilanh tớiđầu cao áp)

- Van cao áp có cấu tạo đặc biệt (hình 1.11b): Bề mặt côn (1) được đóng kín với

đế van, phần trụ giảm tải hay piston van (2), thân van (4) (dẫn hướng cho van dịchchuyển theo một phương nhất định), rãnh dọc (5) là đường dẫn nhiên liệu có áp suấtcao Bề mặt làm việc của các chi tiết được gia công với độ chính xác rất cao, đảm bảo

độ cứng và độ bóng bề mặt

+ Nguyên lý làm việc của van cao áp:

- Khi chưa làm việc thì mặt côn luôn được đóng kín với đế van do lực lò xo và

áp suất dầu dư trong đường ống cao áp, nó làm việc cùng thời gian đối với xilanh bơmchia từ hành trình bắt đầu cung cấp đến hành trình kết thúc cung cấp nhiên liệu

- Hành trình cung cấp nhiên liệu, dầu có áp suất cao theo rãnh dọc tác dụng vàophần trụ giảm tải và thắng được sức căng lò xo sẽ đẩy van đi lên Khi đi hết khoảngchạy (4) giữa đế van và phần trụ giảm tải, van mở cho nhiên liệu vào đường ống cao

áp đến vòi phun Sau đó khi đạt tới áp suất mở vòi phun thì việc phun nhiên liệu vàoxilanh động cơ sẽ xảy ra

6 Đầu bơm chia

a) §Çu cao ¸p

b cấu tạo van cao áp

2

3

5

h

Hình 1 11 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động đầu cao áp

- Hành trình cắt và chấm dứt việc phun nhiên liệu (khi bạc điều chỉnh mở cửa cắtnhiên liệu trên piston chia), thì áp suất dầu trong khoang cao áp đầu piston đột ngộtgiảm; do lực lò xo và áp suất dầu sẽ đẩy van cao áp đi xuống, đồng thời dầu trongđường ống cao áp cũng bị đẩy trả lại cho tới khi mặt dưới trụ giảm tải tiếp xúc với đếvan (hình 1.11) thì bị ngắt lại, van cao áp tiếp tục bị đẩy xuống tới vị trí mặt côn đóngkín hoàn toàn với đế van Như vậy để tránh cho thời điểm phun không bị trễ cần phảiduy trì trong đường ống một áp suất dư nhiên liệu cho lần phun sau, áp suất này nhỏhơn áp suất mở vòi phun Mặt khác do sự giảm áp suất đột ngột trong đường ống cao

áp nên kim phun đóng nhanh và dứt khoát với đế kim phun, kết thúc quá trình phunchính xác nên tránh được tình trạng phun rớt

c Piston và xilanh chia.

a) Cấu tạo.

-Piston chia có cấu tạo hình trụ bậc phần đầu gia công có các rãnh dầu vào (bằng số xilanh động cơ), một lỗ dọc (12), một rãnh chia (4) và một rãnh cân bằng (10) trong

đó lỗ dọc thông với rãnh chia và cửa cắt nhiên liệu

-Xilanh chia được ép chặt trong đầu bơm chia, trên đó gia công một lỗ thoát dầucho rãnh cân bằng, một lỗ dầu vào và các lỗ chia ( bằng số xilanh động cơ ) thông vớicác rãnh chia nhiên liệu và đầu cao áp lắp trên đầu bơm

Hình 1 12 Piston và xilanh chia

1 Đuôi piston

2 Phần trụ lắp

3 Cửa cắt nhiên liệu

4 Rãnh chia nhiên liệu

5 Rãnh nạp

6 Mặt ngoài đầu piston

7 Vị trí lắp đệm đuôi piston

8 Rãnh định vị

11 Thân piston

12 Lỗ dọc

13 Cửa dầu vào

14 Lỗ chia nhiên liệu

9 Rãnh thoát dầu

10 Rãnh cân bằng

15 Lỗ thoát dầu

b) Hoạt động của piston chia:

1 Rãnh thoát nhiên liệu

*.Hành trình hút nhiên liệu.

Trong hành trình piston chia hồi về (từ ĐCT xuống ĐCD ), khi cửa dầu vào (3)trên xilanh trùng với rãnh nạp trên piston (1) thì dầu đã được nén ở buồng bơm sẽđược đẩy vào khoang cao áp (2) và lỗ dọc với một lượng đủ

* Hành trình nén và cung cấp nhiên liệu:

Khi piston chia đổi chiều chuyển động (từ ĐCD lên ĐCT ), nó vừa quay vừachuyển động tịnh tiến nhờ đĩa cam, mặt ngoài đầu piston sẽ đóng cửa dầu vào trênxilanh và thực hiện quá trình nén nhiên liệu Như vậy dầu trong khoang cao áp, lỗ dọc

bị nén lại Piston tiếp tục chuyển động quay và tịnh tiến nén nhiên liệu tới khi lỗ chiatrên piston (8) trùng với lỗ chia trên xilanh (9) thì dầu có áp suất cao được dẫn tới mộtđầu cao áp thắng sức căng lò xo đẩy mở van triệt hồi qua ống cao áp tới vòi phun vàphun vào xilanh động cơ

* Hành trình cắt nhiên liệu.

Piston bơm tiếp tục chuyển động đi lên đến khi bạc trượt (6) mở cửa cắt nhiênliệu (11), dầu trong khoang cao áp (2) có áp suất cao hơn trong buồng bơm nên đượcđẩy ra Áp suất trong khoang cao áp giảm đột ngột, van triệt hồi đóng lại nhờ lực lò xochấm dứt việc cung cấp nhiên liệu

Hình 1 13 Hoạt động của piston chia

7 6 5 4 3

§ct

11 12 13 14

2 1

§cd

h 1

h 2

h 3

8 Rãnh chia trên piston

9 Lỗ chia trên xilanh

h: Khoảng dịch chuyển piston

Chiều tịnh tiến piston

Hướng dịch chuyển nhiên

liệu

* .Hành trình cân bằng:

Tiếp theo việc kết thúc phun nhiên liệu, piston chia sẽ chuyển động tới khi lỗchia trên xilanh (9) trùng với rãnh cân bằng trên piston thì áp suất dầu trong đường dẫn(giữa lỗ chia trên xilanh và van triệt hồi) giảm bằng áp suất trong buồng bơm Hànhtrình này sẽ cân bằng áp suất dầu ở cửa chia với mọi vòng quay, đảm bảo việc phun ổnđịnh

1.4.7 Bộ điều chỉnh góc phun sớm

1.4.7.1 Bộ điều chỉnh phun sớm theo tốc độ động cơ.

a Cấu tạo:

12

3456

8910

11

7

5

10

4

11 12

6

9

1 Vòng con lăn 7 Vòng làm kín

2 Thân bơm chia 8 Piston

3 Con lăn 9 Chốt xoay

và cân bằng với áp suất dầu ở khoang (B)

+ Khoang (B) được tạo thành bởi mặt bích (trái), piston (8) và xilanh (được làmliền vào thân bơm)

- Chốt dẫn động (10) nối giữa piston (8) với vòng con lăn (1) thông qua chốtxoay (9), mặt khác nó được cố định với vòng con lăn bởi chốt định vị (4) và kẹp lá.Khi đó cụm chi tiết này sẽ biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển độngxoay của vòng con lăn

b Nguyên lý làm việc bộ điều khiển phun sớm theo tốc độ:

Hình 1 15 Nguyên lý làm việc của bộ điều khiển phun sớm theo tốc độ

Khi bơm chia chưa hoạt động, áp suất dầu trong khoang (B) nhỏ hơn nhiều sovới sức căng lò xo (6) nên piston (5) bị đẩy sang phải (ở vị trí ban đầu)

Khi bơm chia làm việc, áp suất buồng bơm tăng dần (theo tốc độ động cơ), chotới khi áp suất dầu trong khoang (B) lớn hơn sức căng lò xo (6) thông qua piston (5)

nén lò xo lại, làm xoay vòng con lăn (1) theo chiều ngược với chiều quay của trụctruyền động (2) Với sự dịch chuyển này, cam trên đĩa cam sẽ tiếp xúc với con lănnhanh hơn, thời điểm phun được điều khiển sớm lên.

Khi tốc độ trục truyền động (1) giảm, áp suất trong buồng bơm giảm theo chotới khi áp suất buồng (B) nhỏ hơn lực lò xo (6) thì piston (5) bị đẩy sang phải, làmxoay vòng con lăn một góc cùng chiều quay của trục truyền động, tức là làm trễ thờiđiểm phun

Như vậy tùy thuộc vào tốc độ và trạng thái làm việc của động cơ mà cơ cấu sẽđiều khiển phun nhiên liệu sớm hay muộn cho phù hợp

1.4.7.2 Bộ điều khiển phun sớm theo tải.

Bộ điều khiển phun sớm theo tải có nhiệm vụ làm trễ thời điểm phun với điềukiện tải một phần trong phạm vi tốc độ thấp và tốc độ trung bình nhằm giảm bớt khíthải và tiếng ồn cho động cơ

a Cấu tạo:

Với bộ điều khiển phun sớm theo tải thì ống trượt bộ điều tốc, trục bộ điều tốc,nắp và thân bơm chia có kết cấu đặc biệt giúp cho nhiên liệu di chuyển dễ dàng từbuồng bơm qua cửa điều khiển ống trượt bộ điều tốc (6), lỗ xuyên tâm trục bộ điều tốc(2), lỗ dầu trong nắp và thân bơm chia tới đường dầu vào của bơm

Hình 1 16 Cấu tạo và nguyên lý làm việc bộ điều khiển phun sớm theo tải

1 Bơm cung cấp 4 Trục bộ điều tốc

2 Lỗ dầu xuyên tâm 5 Ống ngoài trục bộ điều tốc

3 Quả văng 6 Cửa điều khiển

b Nguyên lý làm việc:

6

- Khi tốc độ động cơ tăng dần lên thì các quả văng bắt đầu mở ra, cửa điềukhiển ống trượt bộ điều tốc (6) và đường dẫn nhiên liệu trên trục bộ điều tốc (2) chớmthông với nhau, áp suất buồng bơm cao áp bắt đầu giảm do nhiên liệu từ buồng bơmđược đẩy ra đường dầu vào của bơm chia (7) Áp suất buồng bơm giảm lớn nhất khicửa điều khiển ống trượt bộ điều tốc (5) thông hoàn toàn với đường dẫn dầu trong trục

bộ điều tốc Kết quả là góc phun sớm sẽ trễ dần khi áp suất buồng bơm giảm Mặtkhác vị trí của ống trượt bộ điều tốc sẽ thay đổi theo vị trí tay ga và tốc độ động cơ

1.4.7.3 Bộ điều khiển phun sớm có van phụ.

4 Mặt bích chặn 9 Đường dầu trên piston

5 Khoang áp suất thấp 10 Piston

11 Buồng áp suất cao

Từ bộ điều khiển phun sớm tiêu chuẩn, qua việc bổ xung một vài chi tiết (vanphụ, bạc lót) và thay đổi kết cấu các chi tiết (piston, lò xo), làm thay đổi đường dẫnnhiên liệu từ buồng bơm tới buồng áp suất cao, nhằm tăng khả năng làm việc của bộđiều khiển phun sớm ở các chế độ làm việc của động cơ

Đối với bộ điều khiển phun sớm có van phụ thì áp suất buồng bơm không trựctiếp tác động vào buồng áp suất cao, mà nhiên liệu phải đi qua van phụ Mặt khác lò

xo bộ điều khiển phun sớm không đẩy vào piston mà đẩy vào van phụ Do đó vị trí vanphụ tùy thuộc vào sự cân bằng của hai lực đối kháng (sức căng lò xo và áp suất dầutrong buồng bơm), dẫn tới đặc tính bộ điều khiển phun sớm phụ thuộc vào vị trí vanphụ

b Nguyên lý làm việc:

5

1 Khi góc phun sớm là “0 0 ” so với tiêu chuẩn (hình 1.16):

Khi động cơ không làm việc, áp suất buồng bơm nhỏ hơn nhiều so với lực lò xovan phụ (1) nên piston (10) bị đầy hoàn toàn sang phải (về phía phun trễ nhiên liệu).Tại vị trí này van phụ (2) đóng lỗ dầu trên bạc lót (7), nên đóng đường dẫn nhiên liệu

từ buồng bơm vào buồng áp suất cao (11) của bộ điều khiển phun sớm, đồng thờibuồng áp suất cao thông với buồng áp suất thấp (5) (phía nhiên liệu vào) nhờ van phụ

2 Khi áp suất buồng bơm ra tăng:

Áp suất buồng bơm ra tăng (theo tốc độ động cơ) đến khi lớn hơn sức căng lò

xo thì van phụ sẽ di chuyển sang bên trái nén lò xo lại và mở lỗ dầu trên bạc lót (thôngđường nhiên liệu giữa buồng bơm vào buồng áp suất cao) Trong khoảng di chuyểncủa van phụ từ vị trí ban đầu (hình 1.20) đến vị trí bắt tác động vào vòng găng (hình1.21), thì piston bộ điều khiển phun sớm không dịch chuyển; chỉ cho tới khi van phụtác động vào vòng găng và áp suất nhiên liệu trong buồng áp suất cao lớn hơn lực lò

xo tại thời điểm đó thì piston sẽ dịch chuyển sang trái làm tăng góc phun sớm (hình1.22)

3 Điều kiện ổn định (Cân bằng)

Hình 1 18 Vị trí van phụ ở trạng thái cân bằng

Khi áp suất buồng bơm cân bằng với lực lò xo thì van phụ đứng yên ở một vị trí

Hình 1 18 Hành trình dịch chuyển

piston bộ điều khiển phun sớm

Hình 1 19 Vị trí van phụ bắt đầu tác

động vào vòng găng

4 Khi áp suất buồng bơm giảm :

Từ trạng thái cân bằng của van phụ,

khi áp suất buồng bơm giảm thì lực lò xo

sẽ đẩy van phụ di chuyển qua bên phải

Buồng áp suất cao được thông buồng áp

suất thấp qua đường nhiên liệu ở van phụ,

do đó dầu ở đường áp suất cao sẽ thoát ra

để đi vào đường áp suất thấp và piston sẽ

di chuyển về phía phun trễ nhiên liệu

(sang phải), sau đó piston tiếp tục ở

trạng thái ổn định

5 Vị trí phun sớm lớn nhất:

Khi áp suất buồng bơm lớn hơn nhiềulần sức căng lò xo, thì piston sẽ dịchchuyển sang trái cho tới khi nén hoàntoàn lò xo van phụ và đầu piston tiếp xúcvới mặt bích phía lò xo Nghĩa là nếu ápsuất buồng bơm tăng hơn nữa thì pistonkhông thể dịch chuyển thêm nữa hay không thể

tăng thêm góc phun sớm, tại đó góc phun sớm lớn

nhất Như vậy nếu piston được di chuyển bởi tác

động của các phản lực thì những hoạt động tương

tự trên (khi áp suất buồng bơm tăng hay giảm), sẽ được lặp lại cho đến khi đạt đến

- Cần hiệu chỉnh được định vị (không di chuyển được) bởi trục M2 (gồm 2

Bulông ba cạnh) lắp trên thân bơm, lò xo hồi vị (tác động vào dầu dưới của cần) và vít

điều chỉnh toàn tải (7) (tác động vào đầu trên của cần) Cần hiệu chỉnh có thể xoay

quanh trục M2 khi vặn vít điều chỉnh toàn tải vào hay ra

- Trục M3 chung cho cần khởi động (4) và cần điều khiển (5)

- Trong thời gian động cơ hoạt động từ chế độ không tải trở lên thì cần khởi động

và cần điều khiển tiếp xúc với nhau và cùng di chuyển như một khối

Hình 1 19 Hoạt động của van phụ khi áp

suất buồng bơm giảm

Hình 1 20 Vị trí phun sớm lớn nhất.