THIẾT kế, lắp đặt cơ cấu dẫn ĐỘNG và bơm CAO áp TRÊN mô HÌNH hệ THỐNG CUNG cấp NHIÊN LIỆU ĐỘNG cơ DIESEL DÙNG bơm CAO áp dãy

MỤC LỤCNội dung TrangDanh mục hình vẽ Lời nói đầuPHẦN I: MỞ ĐẦU11.1. Lý do lựa chọn đề tài và lịch sử vấn đề cần nghiên cứu11.1.1. Tính cấp thiết của đề tài11.1.2. Ý nghĩa của đề tài21.2. Mục tiêu của đề tài21.3 . Đối tượng khách thể nghiên cứu21.3.1. Đối tượng nghiên cứu21.3.2 . Khách thể nghiên cứu21.4 . Giả thiết khoa học21.5. Nhiệm vụ nghiên cứu21.6. Các phương pháp nghiên cứu31.6.1. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn31.6.2. Mục đích của phương pháp thực tiễn31.6.3. Phương pháp nghiên cứu tài liệu31.6.4. Phương pháp phân tích thống kê mô tả3PHẦN II :NỘI DUNG4Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.41.1. Tình hình sử dụng và phát triển của động cơ Diesel.41.1.1. Tình hình sử dụng và phát triển của động cơ Diesel trên thế giới.41.1.2. Tình hình sử dụng động cơ Diesel tại Việt Nam.51.2. Tổng quan về hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ diesel.61.2.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại của hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel .61.2.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống cung cấp nhiên liệu Điezen.81.3. Các chi tiết trong hệ thống91.3.1. Thùng nhiên liệu91.3.3. Bơm chuyển101.3.4 . Bơm cao áp101.3.5. Vòi phun101.3.6. Các ống dẫn nhiên liệu11Chương 2:THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU DIESEL DÙNG BƠM CAO ÁP DÃY122.1. Các yêu cầu đối với mô hình.122.1.1. Yêu cầu về tính kỹ thuật.122.1.2. Yêu cầu về độ an toàn khi sử dụng.122.1.3. Yêu cầu về độ thẩm mĩ122.2. Mục đích của mô hình122.3. Đặc điểm của bơm cao áp dãy gá lắp trên mô hình132.4. Các phương án thiết kế xây dựng mô hình142.4.1. Phương án 1142.4.2. Phương án 2152.4.3. Phương án 3162.5. Thiết kế, nắp đặt mô hình172.5.1. Xây dựng chi tiết mô hình gá đặt hệ thống172.5.2. Phương pháp dẫn động mô hình212.5.3. Phương pháp điều khiển mô hình232.5.4. Mô hình hoàn thiện24Chương 3. BƠM CAO ÁP DÃY .253.1. Nhiệm vụ yêu cầu với bơm cao áp dãy.253.1.1. Khái niệm bơm cao áp dãy.253.1.2. Nhiệm vụ của bơm cao áp dãy.253.1.3. Yêu cầu đối với bơm cao áp dãy.253.2. Cấu tạo ,nguyên lý hoạt động bơm cao áp dãy.253.2.1. Cấu tạo253.2.2. Cấu tạo của một phân bơm.263.2.3. Nguyên lý làm việc của một phân bơm273.2.4. Cơ cấu điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp cho một chu trình.283.3. Cấu tạo bộ đôi xylanh – piston283.3.1.Cấu tạo của piston293.3.2.Cấu tạo xylanh293.4. Bộ đôi van triệt hồi303.4.1. Chức năng303.4.2.Cấu tạo bộ đôi van triệt hồi303.4.3. Nguyên lý làm việc303.5. Bộ điều tốc313.5.1. Sự cần thiết phải có của bộ điều tốc313.5.2. Chức năng313.5.3. Phân loại313.5.4. Cấu tạo của bộ điều tốc hai chế độ323.5.5. Nguyên lý làm việc của bộ điều tốc323.6. Cơ cấu điều chỉnh phun sớm343.6.1.Cấu tạo của cơ cấu điều chỉnh phun sớm353.6.2. Nguyên lý làm việc353.7. Những hư hỏng thường gặp của hệ thống.363.7.1. Động cơ khó khởi động.363 .7.2. Động cơ khi nổ có khói đen , xám.363.7.3 . Động cơ nổ có khói trắng.373.7.4 . Động cơ không phát hết công suất.373.7.5. Động cơ làm việc không ổn định373.8. Quy trình tháo lắp kiểm tra sửa chữa bơm cao áp dãy IFA373.8.1. Quy trình tháo bơm cao áp dãy373.8.2.Quy trình lắp bơm cao áp523.9 Cân chỉnh và đặt bơm633.9.1 Thiết bị cân chỉnh bơm cao áp63 3.9.2 Đặt bơm cao áp vào động cơ68Chương 4: VẬN HÀNH MÔ HÌNH70PHẦN III : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ72TÀI LIỆU THAM KHẢO74

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

MỤC LỤCNội dung Trang

Danh mục hình vẽ

Lời nói đầu

PHẦN I: MỞ ĐẦU 1 1.1 Lý do lựa chọn đề tài và lịch sử vấn đề cần nghiên cứu 1

1.1.1 Tính cấp thiết của đề tài 11.1.2 Ý nghĩa của đề tài 2

1.2 Mục tiêu của đề tài 2 1.3 Đối tượng khách thể nghiên cứu 2

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 21.3.2 Khách thể nghiên cứu 2

1.4 Giả thiết khoa học 2 1.5 Nhiệm vụ nghiên cứu 2 1.6 Các phương pháp nghiên cứu 3

1.6.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 31.6.2 Mục đích của phương pháp thực tiễn 31.6.3 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 31.6.4 Phương pháp phân tích thống kê mô tả 3

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Tình hình sử dụng và phát triển của động cơ Diesel 4

1.1.1 Tình hình sử dụng và phát triển của động cơ Diesel trên thế giới 4

1.1.2 Tình hình sử dụng động cơ Diesel tại Việt Nam 5

1.2 Tổng quan về hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ diesel 6

1.2.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại của hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel 61.2.2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống cung cấp nhiên liệu Điezen

8

1.3 Các chi tiết trong hệ thống 9

1.3.1 Thùng nhiên liệu 91.3.3 Bơm chuyển 101.3.4 Bơm cao áp 101.3.5 Vòi phun 101.3.6 Các ống dẫn nhiên liệu 11

Chương 2:THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU DIESEL DÙNG BƠM CAO ÁP DÃY 12 2.1 Các yêu cầu đối với mô hình 12

2.1.1 Yêu cầu về tính kỹ thuật 122.1.2 Yêu cầu về độ an toàn khi sử dụng 12

2.1.3 Yêu cầu về độ thẩm mĩ 12

2.2 Mục đích của mô hình 12 2.3 Đặc điểm của bơm cao áp dãy gá lắp trên mô hình 13 2.4 Các phương án thiết kế xây dựng mô hình 14

2.4.1 Phương án 1 142.4.2 Phương án 2 152.4.3 Phương án 3 16

2.5 Thiết kế, nắp đặt mô hình 17

2.5.1 Xây dựng chi tiết mô hình gá đặt hệ thống 17

2.5.2 Phương pháp dẫn động mô hình 212.5.3 Phương pháp điều khiển mô hình 23

2.5.4 Mô hình hoàn thiện 24

Chương 3 BƠM CAO ÁP DÃY 25 3.1 Nhiệm vụ yêu cầu với bơm cao áp dãy 25

3.1.1 Khái niệm bơm cao áp dãy 253.1.2 Nhiệm vụ của bơm cao áp dãy 253.1.3 Yêu cầu đối với bơm cao áp dãy.25

3.2 Cấu tạo ,nguyên lý hoạt động bơm cao áp dãy 25

3.2.1 Cấu tạo 253.2.2 Cấu tạo của một phân bơm 263.2.3 Nguyên lý làm việc của một phân bơm 273.2.4 Cơ cấu điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp cho một chu trình 28

3.3 Cấu tạo bộ đôi xylanh – piston 28

3.3.1.Cấu tạo của piston 293.3.2.Cấu tạo xylanh 29

3.4 Bộ đôi van triệt hồi 30

3.4.1 Chức năng 303.4.2.Cấu tạo bộ đôi van triệt hồi 30

3.5.1 Sự cần thiết phải có của bộ điều tốc 31

3.5.2 Chức năng 313.5.3 Phân loại 313.5.4 Cấu tạo của bộ điều tốc hai chế độ 323.5.5 Nguyên lý làm việc của bộ điều tốc 32

3.6 Cơ cấu điều chỉnh phun sớm 34

3.6.1.Cấu tạo của cơ cấu điều chỉnh phun sớm35

3.8 Quy trình tháo lắp kiểm tra sửa chữa bơm cao áp dãy IFA 37

3.8.1 Quy trình tháo bơm cao áp dãy 373.8.2.Quy trình lắp bơm cao áp 52

3.9 Cân chỉnh và đặt bơm 63

3.9.1 Thiết bị cân chỉnh bơm cao áp 63

3.9.2 Đặt bơm cao áp vào động cơ 68 Chương 4: VẬN HÀNH MÔ HÌNH 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

Danh mục hình vẽ

Hình 1 1 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel 8

Hình 2.1 Bơm cao áp dãy IFA 13

Hình 2.2 phương án 1 14

Hình 2.3 Phương án 2 15

Hình 2.4 Phương án 3 16

Hình 2.5 Các thanh sắt thiết kế chế tạo khung 17

Hình 2.6 Bản vẽ chi tiết khung 18

Hình 2.7 Khung sau khi hoàn thành 19

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống 20

Hình 2.9 Sơ đồ lắp đặt và các chi tiết dàn trải của hệ thống 20

Hình 2.10 Động cơ điện xoay chiều 1 pha 21

Hình 2.11 Đai thang 22

Hình 2.12 Giá đỡ động cơ 22

Hình 2.13 Cơ cấu hoạt động của thanh ren 23

Hình 2.14 Thanh ren 23

Hình 2.15 Sơ đồ bảng điện 23

Hình 2.16 Bảng điên trên mô hình 23

Hình 2.17 Cần ga 24

Hình 2.18 Mô hình hoàn thiện 24

Hình 3.1 Cấu tạo bơm cao áp dãy 25

Hình 3 2 Cấu tạo của một phân bơm 26

Hình 3 3 Nguyên lý làm việc của một phân bơm 27

Hình 3 4 Cơ cấu xoay Piston điều khiển thanh răng 28

Hình 3 6 Cấu tạo của xylanh lỗ nạp bằng lỗ xả 29

Hình 3 5 Các loại piston 29

Hình 3 7 Cấu tạo bộ đôi van triệt hồi 30

Hình 3 8 Cấu tạo bộ điều tốc 32

Hình 3 9 Sơ đồ ở chế độ khởi động 33

Hình 3 10 Sơ đồ ở chế độ không tải 33

Hình 3 11 Sơ đồ chế độ tải trung bình 34

Hình 3 12 Sơ đồ cấu tạo cơ cấu điều chỉnh phun sớm 35

Hình 3 14 Hình kiểm tra độ kín van một chiều 51

Hình 3 15 Thiết bị cân chỉnh bơm cao áp 63

Hình 3 16 Lắp đồng hồ kiểm tra vào bơm 64

Hình 3 17 Điều chỉnh chiều cao con đội 64

Hình 3 18 Điều chỉnh thanh răng 65

Hình 3 19 Điều chỉnh chế độ cân bằng 67

Hình 3 20 Vị trí dấu 68

LỜI NÓI ĐẦU

Một quốc gia muốn phát triển trước tiên phải có mạng lưới giao thông phát triển để

có thể đáp ứng được nhu cầu lưu thông ,chuyên chở ngươi ,hàng hóa và một số yêu cầukhác.Ô tô có một vai trò hết sức quan trọng trong mạng lưới giao thông nó chiếm tỷ lệ lớntrong việc chuyên chở người và hàng hóa

Hệ thống cung cấp nhiên liệu nói chung và hệ thống Diesel sử dụng bơm cao ápdãy nói riêng rất quan trọng trong việc sử dụng cũng như vận hành vì nó quyết định tớitổn hao nhiên liệu, công suất của động cơ… Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel ngàycàng rất đa dạng và phong phú tùy thuộc vào chủng loại xe… mà có sự khác biệt sao chotính năng của ôtô được nâng cao

Trong thời gian học tập tại trường, em đã được thầy cô trang bị cho những kiếnthức cơ bản về chuyên môn trong quá trình đào tạo chúng em đã có thời gian học hỏi vàrèn luyện về mặt lý thuyết cũng như thực hành Để tổng kết và đánh giá quá trình họctập và rèn luyện, em được khoa cơ khí động lực giao cho nhiệm vụ hoàn thành đồ án tốt

nghiệp với nội dung: “ Thiết kế, lắp đặt cơ cấu dẫn động và bơm cao áp trên mô hình

hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel dùng bơm cao áp dãy” Em với kinh

nghiệm còn ít, lượng kiến thức chưa được phong phú, nhưng với sự chỉ bảo tận tình của

thầy giáo Trần Văn Đăng em đã hoàn thành nội dung của đồ án.

Trong quá trình làm đồ án mặc dù bản thân đã hết sức cố gắng, được sự giúp đỡtận tình của các thầy cô trong khoa và các bạn xong do khả năng có hạn nên bản đồ ánkhông tránh khỏi những sai sót Vì vậy, em rất mong sự chỉ bảo của các thầy cô và ý kiếnđóng góp của các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Qua đây em cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy

Trần Văn Đăng cùng các thầy cô trong khoa đã giúp đỡ tạo điều kiện để em hoàn thành

đồ án

Em xin chân thành cảm ơn!

Hưng yên, ngày …… tháng …… năm 2013

Sinh viên thực hiện : Mai Doanh Phổ

PHẦN I: MỞ ĐẦU 1.1 Lý do lựa chọn đề tài và lịch sử vấn đề cần nghiên cứu

1.1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Bước sang thế kỉ 21 sư tiến bộ về khoa học kỹ thuật của nhân loại đã bước sangmột tầm cao mới Rất nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật các phát minh sáng chế xuấthiện có thính ứng dụng cao Là một quóc gia có nền kinh tế đang phát triển: nước ta đã

và đang có những cải cách mớ của mới để thúc đẩy nền kinh tế phát triển Việc tiếpnhận và ứng dụng các thành tựu khoa học tiên tiến của thế giới rất được nhà nước quantâm chú trọng nhằm cải tạo và thúc đảy sự phát triển của các ngành công nghiệp mới.Với mục đích đưa nước ta từ một nước nông nghiệp có nền kinh tế kém phát triểnthành một nước công nghiệp hiên đại

Trải qua nhiều năm phấn đấu và phát triển, hiện nay nước ta đã là một thành viêncủa WTO Với việc tiếp cận với các quốc gia có nên kinh tế phát triển chúng ta có thểgiao lưu học hỏi kinh nghiệm, tiếp thu và ứng dụng thành tựu khoa học tiên tiến đểphát triển hơn nữa nền kinh tế trong nước Bước những bước đi vững chắc trên conđường xây dựng chủ nghĩa xã hội

Trong các ngành công nghiệp mới được nhà nước chú trọng phát triển thì ngànhcông nghệ kỹ thuật ô tô là một trong những ngành có tiềm năng lớn, phát triển mạnh

mẽ Do sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa pháttriên mạnh mẽ,đáp ứng nhu cầu của con người ngày càng cao Để đảm bảo độ an toàn,tin cậy khi sử dụng xe cho người vận hành thì các hãng như :FORD,TOYOTAMITSUMITSI…đã có nhiều những cải tiến về mẫu mã,kiểu dáng công nghệ cũng nhưchất lượng phục vụ của xe nhằm an toàn cho người sử dụng Để xe đáp ứng được nhucầu đó thì các cơ cấu,hệ thống trên ô tô nói chung và hệ thống cung cấp nhiên liệu trênđộng cơ Diezel sử dụng bơm cao áp dẫy nói riêng phải có sư hoạt động ổn định vớitính chính xác cao và giá thành sản xuất cũng phải đươc giảm xuống

Do vậy đòi hỏi người kỹ thật viên phải có trình độ hiêu biết,biết học hỏi sáng tạo

đẻ bắt nhịp với khoa hoc kĩ thuật tiên tiến trên thế giới Có khả năng chuẩn đoán, khắcphục sự cố một cách hợp lý

Trên thực tế thì tại các trường kỹ thuật của nước ta hiện nay thì trang thiết bị cònthiếu thốn.Chưa đáp ứng được nhu cầu day và hoc, đặc biệt là nhưng mô hình thực tậptiên tiến hiện đại Các tài liệu sách tham khảo và các hệ thống cơ cấu dẫn động Cácbài tập hướng dẫn thực hành còn thiếu

Vì vậy người kỹ thuật viên khi ra trường gặp nhiều khó khăn và bỡ ngỡ vớinhưng kiến thức và trang thiết bị tiên tiến

1.1.2 Ý nghĩa của đề tài

Để giúp cho sinh viên củng cố lại kiến thức đã học để có hành trang sắp ra trường

Đề tài về “ Thiết kế, lắp đặt cơ cấu dẫn động và bơm cao áp trên mô hình hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel dùng bơm cao áp dãy” giúp cho chúng em hiểu

rõ hơn nữa và bỏ trợ thêm kiến thức về hế thống này Để khỏi bỡ ngỡ khi gặp nhữngthình huống bất ngờ về hệ thống Tạo nguồn tài liêu tham khảo cho sinh viên học sinhcác kháo nghiên cứu

Những kết quả thu thập được trong quá trình hoàn thành đề tài, trước hết giúpchúng em nhưng sinh viên lớp ĐLK7 có thề hiểu rõ hơn sâu hơn về hệ thống Nắmđược kết cấu điều kiện làm việc những hư hỏng và phương pháp kiễm tra sủa chữa

1.2 Mục tiêu của đề tài

- Kiểm tra đánh giá được tình trạng kỹ thuật , các thông số bên trong của hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng bơm cao áp dãy

- Đề xuất những giải pháp để kiểm tra chuẩn đoán khắc phục những hư hỏng của

hệ thống

- Xây dựng hệ thống các bài tập thực hành về hệ thống này

1.3 Đối tượng khách thể nghiên cứu

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Hệ thống cung cấp nhiên kiệu cho động cơ Diezel dùng bơm cap áp dãy

1.3.2 Khách thể nghiên cứu

- Bơm cao áp dãy dùng trên xe IFA

- Thiết kế bơm tại xưởng cơ khí động lực

1.4 Giả thiết khoa học

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng g bơm cao áp dãy là một nội dung không mớitrong ngành kỹ thuật ô tô Nhưng do sự phát triển về khoa học kỹ thuật cùng với sựphát triển của một hệ thống nào đó trong xe cũng kéo theo những thay đổi của hệthống khác Là một hệ thống chính nên nó cung cần nhiều thay đổi

- Hệ thống bài tập,tài liệu nghiên cứu ,tài liệu tham khảo về hệ thống CCNL Diezel

sử dụng bơm cao áp dẫy phục vụ cho viêc học tập tài liêu nghiên cứu cho việc họccũng như giảng dạy hiện nay vẫn còn chưa được đầy đủ và hoàn thiện

1.5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Phân tích đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống CCNL dùng BCAdãy

- Kiểm tra sửa chữa mô hình, bài tập

- Tổng hợp tài liệu trong và ngoài nước để hoàn thành đề tài của mình.Xây dựng

hệ thống bài tập thực hành

1.6 Các phương pháp nghiên cứu

1.6.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Trong những phương pháp nghiên cứu này chúng tác động trực tiếp vào đốitượng trong thực tiễn làm bộc lộ bản chất và quy luật vận động của đối tượng

1.6.2 Mục đích của phương pháp thực tiễn

 Các bước thực tiễn :

+ Bước 1: Quan sát đặc điểm, tìm hiểu các thông số kết cấu của hệ thống

+ Bước 2: Lập phương án kiểm tra chuẩn đoán hư hỏng của hệ thống cung cấpnhiên liệu dùng bơm cao áp dãy

+ Bước 3: Từ kết quả của việc kiểm tra, sửa chữa, chuẩn đoán hư hỏng của hệthống Từ đó lâp phương án khắc phục sửa chữa

1.6.3 Phương pháp nghiên cứu tài liệu

- Là phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin trên cơ sở nghiên cứu các văn bản,tài liệu có sẵn bằng phương pháp tư duy logic

1.6.4 Phương pháp phân tích thống kê mô tả

- Là phương pháp tổng hợp tất cả các kết quả nghiên cứu để đánh giá đưa ra nhữngkết luận chính xác

- Chủ yếu được sử dụng để đánh giá các mối quan hệ thông qua những số liệu thuđược

PHẦN II :NỘI DUNG Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.

1.1 Tình hình sử dụng và phát triển của động cơ Diesel.

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

Động cơ diesel là phát minh của Rudolf Diesel, người đã tốt nghiệp Đại học Kỹthuật ở Munich, Đức, với số điểm cao nhất trong lịch sử của trường Ông đã được cấpbằng sáng chế cho động cơ diesel đầu tiên vào năm 1892 Từ đó đến nay công nghệđộng cơ diesel không ngừng được cải tiến và đã có những bước phát triển vượt bậc.Động cơ diesel có rất nhiều ưu điểm vượt trội như khả năng tiết kiệm nhiên liệu củachúng Đặc biệt khi giá xăng trên thế giới trở nên quá đắt đỏ, thì nhu cầu sử dụng xe cóđộng cơ chạy bằng dầu diesel ngày một tăng cao Nhiều hãng sản xuất đã coi đây là thịtrường tiềm năng và đang phát triển mạnh các loại xe động cơ diesel để đáp ứng nhucầu

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

đi tiên phong trong lĩnh vực sử dụng động cơ diesel Tại châu Âu hiện nay lượng xe sửdụng máy dầu đang chiếm 50% thị trường Tại một vài nước như Pháp, Đức, áo, Thụy

sỹ, động cơ Diesel chiếm thị phần cao hơn động cơ xăng Nhu cầu giảm tiêu thụ nhiênliệu cũng giúp tăng lượng xe động cơ Diesel tại Hoa Kỳ và châu á trong thời gian qua.Ngay Nhật Bản, với tỷ lệ xe chạy dầu hiện mới chiếm khoảng 3% đến 5% số xe lưuhành, cũng đang trở thành thị trường mục tiêu cho những nhà sản xuất xe động cơDiesel

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 (NO Storage Reduction - Bộ xử lý NO ) và DPNR (Diesel Particulates and NO

động 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

1.1.2 Tình hình sử dụng động cơ Diesel tại Việt Nam.

Trong những năm qua xu hướng sử dụng động cơ Diesel ở Việt Nam cũng đanggia tăng mạnh kể cả về số lượng lẫn chủng loại Theo VAMA (Hiệp hội các nhà sảnxuất ôtô ở Việt Nam), xe động cơ Diesel hiện chiếm 21.75% thị trường ôtô mới tạiViệt Nam (khoảng gần 40.000 chiếc), tăng đáng kể so với năm 2001, khi tỷ lệ này làdưới 10% Hiện Ford là nhà sản xuất đi tiên phong trong sản xuất và tiêu thụ ôtô gắnđộng cơ Diesel tại Viêt Nam Năm 2005, riêng xe chạy dầu đã chiếm 90% lượng xebán ra của dòng Ford Transit, 75% với Ford Everest Hiện nay xe động cơ dầu của cácliên doanh ôtô cũng đang bán khá chạy Trong 2 tháng đầu năm 2006, Ford Việt Nam

đã bán được 236 xe Everest, 113 xe Transits và 65 xe Ranger máy dầu Toyota ViệtNam đã bán được 50 xe Hiace máy dầu; Mercedez Việt Nam bán được 15 xe ôtô chạydầu Sprinter, Isuzu Việt Nam bán được 30 xe đa dụng (MPV) Hi-Lander Số xe máydầu (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 ôtô trong 2 tháng đầu năm 2006 bán ra là 480 xe trong tổng

số 1.892 xe loại này Đây chính là minh chứng cho xu thế chuyển sang sử dụng xeđộng 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 12.392 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 11.209chiếc

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 ôtô và đầu kéo các loại tất cả đều là động cơ Diesel:

- Xe EAA3 (550 chiếc): 408 chiếc 30 tấn, 16 chiếc 55 tấn, 96 chiếc 42 tấn

- 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 ôtô máy kéo vùng mỏQuảng Ninh chủ yếu dùng động cơ Diesel trong tổng số 11.290 chiếc xe ôtô 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

1.2 Tổng quan về hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ diesel.

1.2.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại của hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel

a Nhiệm vụ:

Hệ thống cung cấp nhiên liệu diezen có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu diezenvào buồng đốt để tạo thành hỗn hợp cho động cơ dưới dạng sương mù với áp suất cao,cung cấp kịp thời, đúng lúc phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ và đồng đềutrong tất cả các xilanh

b Yêu cầu:

Hệ thống nhiên liệu làm việc tốt hay xấu có ảnh hưởng đến chất lượng phunnhiên liệu, hỗn hợp với không khí, quá trình cháy trong xilanh, tính tiết kiệm và độ bềncủa động cơ Vì vậy để động cơ vận hành được tốt, đảm bảo tính kinh tế và an toàntrong quá trình làm việc, hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ điezen cần phải đảmbảo các yêu cầu sau:

1 Đảm bảo lọc sạch nước và tạp chất có trong nhiên liệu để cung cấp nhiên liệu

sạch cho động cơ

- Phải cung cấp nhiên liệu vào buồng cháy của động cơ với áp suất cao và cung cấpnhiên liệu cho từng xilanh trong động cơ một cách đồng đều theo một trình tựnhất định và phải kịp thời, đúng thời điểm quy định Nếu phun nhiên liệu vàobuồng cháy quá sớm, nhiên liệu sẽ cháy không hoàn toàn do áp lực khí nén cònyếu, nhiệt độ còn thấp nên nhiên liệu bắt lửa chậm Ngược lại nếu phun quá muộnsức giãn của nhiên liệu không tạo được lực đẩy tối đa, nhiên liệu cháy không kịpgây lãng phí nhiên liệu và quá trình cháy sẽ bị kéo dài

- Thời gian phun nhiên liệu phải chính xác, kịp thời, bắt đầu và kết thúc phun phảidứt khoát nhanh chóng, đảm bảo tia nhiên liệu được phun theo hướng xác địnhvới áp suất và độ phun tơi sương phù hợp với dạng buồng cháy và cường độ xoáylốc của dòng khí trong xilanh

- Đảm bảo quy luật phun nhiên liệu cũng như khả năng điều chỉnh tự động quy luậtphù hợp với chế độ, tốc độ và tải trọng của động cơ sao cho các thông số kinh tế

kỹ thuật và tính năng làm việc của động cơ đạt tới mức độ tốt nhất, độ độc hại và

độ khói của khí thải được hạn chế ở mức thấp nhất

- Áp suất phun phải cao, sức xuyên của tia phun mạnh để nhiên liệu đi tới các góccủa buồng cháy đảm bảo trộn đều hỗn hợp nhiên liệu và không khí

- Phải thay đổi được lượng nhiên liệu cung cấp vào buồng đốt của động cơ tuỳthuộc vào mức tải, phải thay đổi được thời điểm phun sớm, phun muộn một cáchphù hợp, đảm bảo góc độ phun sớm của nhiên liệu của các xilanh trong động cơ

là như nhau

- Đảm bảo cho động cơ khởi động dễ dàng ở mọi điều kiện thời tiết và làm việc ổnđịnh ở mọi chế độ

c Phân loại :

Đối với hệ thống cung cấp nhiên liệu diezel có các cách phân loại sau:

 Dựa theo phương pháp cấp nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm cao áp có 2 loại: loại

tự chảy và loại cưỡng bức

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

- Loại cưỡng bức: Nhiên liệu được hút từ thùng chứa đến bơm cao áp bằng bơmchuyển nhiên liệu

 Dựa theo đặc điểm của hai chi tiết chính trong hệ thống là bơm cao áp và vòi phun,

hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diezel được chia làm hai loại:

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu phân chia: ở loại này bơm cao áp và vòi phun làhai cụm chi tiết riêng biệt, tách rời nhau và được nối với nhau bằng đường ống dẫnnhiên liệu cao áp

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu tổ hợp (Kiểu bơm cao áp): ở loại này bơm cao

áp và vòi phun được chế tạo thành một cụm (một thiết bị) với nhiều tác dụng được

gọi là bơm phun cao áp Nó thực hiện tất cả các nhiệm vụ cung cấp, điều chỉnh vàphun nhiên liệu cao áp vào buồng cháy

1.2.2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống cung cấp nhiên liệu Điezen.

a Sơ đồ cấu tạo.

Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diezel gồm các bộ phận chủ yếu:

- Bộ phận cung cấp nhiên liệu bao gồm: thùng chứa nhiên liệu, bầu lọc, bơm chuyểnnhiên liệu, bơm cao áp, vòi phun và các đường ống dẫn

- Bộ phận cung cấp khí bao gồm: bầu lọc không khí và ống nạp ở động cơ tăng ápcòn có thêm máy nén tăng áp cho không khí trước khi nạp vào xilanh

- Bộ phận thoát khí bao gồm: ống thải, ống giảm âm và có khi đặt tua bin lợi dụngđộng lực dòng khí thải để kéo máy nén tăng áp

b Nguyên lý làm việc.

Khi động cơ làm việc bơm chuyển nhiên liệu sẽ hút nhiên liệu từ thùng chứa vàđẩy nhiên liệu đi qua bầu lọc, ở đây nhiên liệu được lọc sạch sau đó chuyển đến bơmcao áp Khi bị nén trong bơm cao áp đến áp suất cao, nhiên liệu sẽ đi theo đường ốngdẫn nhiên liệu cao áp đến vòi phun Vào thời điểm pittông đã lên gần điểm cực tiểu ở

cuối kỳ nén, khi không khí trong xilanh đã bị nén tới áp suất lớn (30- 40)kg/cm2 và

nhiệt độ cao (800-1000)0K thì áp suất nhiên liệu cũng đạt giá trị cần thiết 175)kg/cm2 để nâng kim phun, nhiên liệu được phun ra dưới dạng sương mù và phân

(125-bố đều trong toàn bộ thể tích buồng cháy để hình thành hỗn hợp trong thời gian ngắn

và quá trình cháy bắt đầu Quá trình phun kết thúc khi bơm cao áp ngắt hoàn toàn việccung cấp nhiên liệu cao áp Lượng nhiên liệu thừa trong bơm cao áp, vòi phun và bầulọc được xả về thùng chứa nhiên liệu theo các đường ống hồi nhiên liệu

Biện pháp xả nhiên liệu thừa nói trên là cần thiết vì nó sẽ hạn chế quá trình xuấthiện bọt khí trong nhiên liệu và đồng thời tăng cường làm mát cho bơm cao áp và vòiphun

Thông thường bọt khí bao gồm không khí và hơi các thành phần nhẹ có nhiệt

độ sôi thấp có trong nhiên liệu Với độ đàn hồi cao, các bọt khí này có thể làm giánđoạn quá trình cung cấp nhiên liệu nếu như nó lọt được vào trong bộ đôi xilanh –pittông của bơm cao áp hoặc đường ống cao áp Để ngăn ngừa hiện tượng này, trên

nắp bơm cao áp và bầu lọc (là nơi có khả năng tích tụ bọt khí) đều có các nút xả khí.

1.3 Các chi tiết trong hệ thống

1.3.1 Thùng nhiên liệu

Thùng chứa nhiên liệu dùng để chứa nhiên liệu dự trữ để động cơ vận chuyển trong thời gian ổn định cỡ thùng lớn nhỏ tùy theo công suất và đặc tính động cơ Thùng được dập bằng thép lá, bên trong có tấm ngăn để nhiên liệu bớt dao động Nắp thùng có lỗ thông hơi, ống hút nhiên liệu được bố trí cao hơn đáy thùng khoảng 3cm

Ở đáy thùng chổ thấp nhất có một ốc để xã cặn bị lắng hay nước Phía trên có ống dẫn nhiên liệu về

Nếu thùng đặt cao hơn động cơ phải có van khóa khi tắt máy Nếu thùng đặt thấp hơn động cơ, không cần van khóa nhưng phải có van 1 chiều ở lọc sơ cấp ngăn dầu trở về thùng chứa khi ngừng máy

1.3.2 Lọc nhiên liệu

Nhiệm vụ

Bơm cao áp và kim phun là 2 bộ phận có độ chính xác cao và đắc tiền Trong nhiên liệu có lẫn nhiều tạp chất và nước Mặc dù các tạp chất này rất bé nhưng có thể

phá hỏng bơm cao áp và kim phun Do đó nhiên liệu phải được lọc sạch tối đa trước khi đến 2 bộ phận này.

Lọc nhiên liệu có nhiệm vụ lọc nước, các tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu Một hệ thống lọc gồm hai hay ba tầng Tầng thứ nhất gọi là lọc sơ cấp được đặt trước bơm tiếp vận Tầng thứ hai là lọc thứ cấp nằm ở sau bơmtiếp vận và trước bơm cao áp

Yêu cầu

Đảm bảo giữ đúng áp lực cho phép( không quá 0.5 kg/ ) phải lọc được những hạt bụi nhỏ cỡ 1/1000mm

Phải chịu đựng được lâu dài khoảng 10000km hay sau 200 giờ sử dụng

Bình lọc đơn giản, dễ tháo ráp bảo dưỡng sửa chữa

1.3.3 Bơm chuyển

Chức năng

Bơm vân chuyển có nhiệm vụ chính là chuyển nhiên liệu từ thùng chứa liên tục đến bơm tiếp vận Ngoài ra nó còn công dụng châm dầu xả gió cho hệ thống nhiên liệukhi máy vận hành

Bơm tiếp vận có nhiệm vụ hút nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm cao áp(dù thùng chứa đặt cao hay thấp hơn động cơ).Áp suất do bơm chuyển cung cấp dao động trong khoảng (1,5-6)kg/cm2 Nếu thùng chứa đặt cao hơn động cơ thì không cần bơm chuyển Bơm tiếp vận thường đặt nơi thân bơm cao áp được điều khiển bởi cốt bơm cao áp

Nhiệm vụ

Nhiệm vụ của bơm thấp áp là hút nhiên liệu từ thùng và đẩy nó đi qua các bầu lọc để làm sạch rồi cấp cho bơm cao áp Bơm thường được lắp ngay trên thân của bơmcao áp và được dẫn động bằng trục cam của bơm cao áp Ngoài ra còn có bộ phận bơmbằng tay dùng để bơm nhiên liệu và xả không khí lẫn trong nó ra ngoài trước khi khởi động động cơ

1.3.4 Bơm cao áp

Ấn định lưu lượng nhiên liệu

Tạo áp suất cao để bơm nhiên liệu vào buồng đốt qua kim phun

Bơm nhiên liệu vào buồng đốt đúng thời điểm và đúng lượng cần thiết theo yêu cầu của chế độ làm việc động cơ

Cung cấp nhiên liệu thống nhất giữa các kim phun đúng theo thứ tự thì nổ

1.3.5 Vòi phun

Chức năng

Phun nhiên liệu do bơm cao áp cung cấp vào xilanh của động cơ dưới một áp suất nhất định

Đảm bảo độ phun tơi , phun xa, số lượng và cấu trúc tia phun nhiên liệu phù hợp với cấu tạo và kích thước buồng cháy, phương thức hình thành hỗn hợp nhiên liệu

Cùng bơm cao áp đảm bảo quá trình phun nhiên liệu được bắt đầu và kết thúc nhanh, dứt khoát

Yêu cầu

Vòi phun là một trong các chi tiết làm việc rất nặng lề vì đầu vòi phun tiếp xúc trực tiếp với không khí cháy trong động cơ Vì vậy yêu cầu của vòi phun là có độ bền cao, dễ thay thế và sửa chữa

1.3.6 Các ống dẫn nhiên liệu

Các ống dẫn hạ áp đưa nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm tiếp vận qua lọc sơ cấp và thứ cấp để cung cấp cho bơm cao áp Ống dầu về, tiếp nhận dầu thừa nơi bầu lọc thứ cấp và kim phun đưa về thùng chứa Ống dẫn nhiên liệu cao áp dẫn nhiên liệu bơm đi từ bơm cao áp đến các kim phun

Chương 2:THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU

DIESEL DÙNG BƠM CAO ÁP DÃY

2.1 Các yêu cầu đối với mô hình.

Mô hình xây dựng lên phải đảm bảo các yêu cầu sau:

2.1.1 Yêu cầu về tính kỹ thuật.

- Các mối hàn, lắp ghép phải đảm bảo được độ chắc chắn

- Mô hình phải chịu được tải trọng của bơm cao áp và động cơ lai khi đặt lên

- Phải chịu được lực xoắn, chịu được rung rật khi động cơ làm việc

- Phải có sự đản bảo vững chắc khi di chuyển đi từ phòng này sang phòng khác

2.1.2 Yêu cầu về độ an toàn khi sử dụng.

- Đảm bảo động cơ làm việc ổn định, chắc chắn Đảm bảo an toàn cho người sửdụng cũng như động cơ trong quá trình vận hành, kiểm tra, điều chỉnh

- Đảm bảo động cơ làm việc ổn định, chắc chắn

Mục đích chính của việc xây đựng mô hình hệ thống nhiên liệu diesel là nhằm:

- Tạo ra một mô hình hệ thống nhiên liệu diesel hoạt động có giá trị sử dụng cao, phục

vụ trong công tác giảng dạy và học tập và nghiên cứu của học sinh , sinh viên khoa

cơ khí động lực trường đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên

- Phục vụ cho công tác giảng dạy, nghiên cứu trong ngành công nghệ ô tô

- Quan sát cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các cơ cấu trên mô hình hệ thống nhiênliệu diesel đã được xây dựng

- Thực hiện các phương pháp chẩn đoán, kiểm tra, sửa chữa các cơ cấu trên các hệthống nhiên liệu diesel của ô tô, giúp học sinh, sinh viên khi học sẽ rèn luyện đượccác kỹ năng và thao tác thực hành

- Mô hình kết hợp với tài liệu giảng dạy về hệ thống đánh lửa trên ô tô là một chuyên

đề tham khảo bổ ích cho những người làm công tác chuyên môn đặc biệt là trongngành công nghệ ô tô

2.3 Đặc điểm của bơm cao áp dãy gá lắp trên mô hình

Bơm cao áp dãy là loại bơm dài một dãy, cung cấp nhiên liệu cho nhiều xi lanhcủa động cơ, động cơ Diesel có bao nhiêu xi lanh thì bơm dãy cũng có bấy nhiêu bơm,các phân bơm được lắp chung trong một vỏ bằng nhôm được điều khiển do một trụccam nằm trong vỏ bơm và một thanh răng điều khiển tất cả các piston bơm

Đảm bảo nhiên liệu cung cấp cho vòi phun phải có một áp suất cần thiết Trongđộng cơ hiện nay ấp suất thưòng là 60 80 kg/cm2 Đặc biệt có một số động cơ có ápsuất phun lớn từ 15002500 kg/cm2

Khống chế được nhiên liệu phù hợp với tải trọng và chế độ động cơ

Hai đầu bơm có bộ điều tốc và cơ cấu phun dầu sớm ngoài ra con hai bên thànhbơm là nơi nắp bơm chuyển nhiên liệu

Hình 2 1 Bơm cao áp dãy IFA WSO.

2.4 Các phương án thiết kế xây dựng mô hình

2.4.1 Phương án 1

- Bảng điều khiển nhỏ gọn, dễ chế tạo

- Mô hình sẽ thanh hơn khi đặt động cơ nằm ngang

 Nhược điểm

- Không tạo được không gian thể hiện vòi phun

- Thiết kế chế tạo ca đựng nhiên liệu khó

- Tính thẩm mỹ không cao

- Các đường dầu, điện bố trí dài, tính kinh tế không cao, khó kiểm tra sửa chữa

- Khi bố trí bảng điều khiển gặp khó khăn

Hình 2.2 Phương án 1

- Thiết kế bộ phận điều khiển tốc độ khó.

- Không đảm bảo an toàn cân bằng cho hệ thống khi vận hành

- Khó chế tạo giá thành cao

Hình 2.3 Phương án 2

2.4.3 Phương án 3

 Ưu điểm:

- Diện tích không gian bố trí bảng điều khiển

- Sau khi mô hình hoàn thiện sẽ tạo một khoảng không gian phía sau vòi phun đểkhi tiến hành kiểm tra, sửa chữa, đo kiểm các thông số được dễ dàng

- Các đường điện, đường dầu tới bảng điều khiển, thùng nhiên liệu ngắn sẽ tiết kiệmđược vật liệu, kiểm tra dễ dàng

- Nắp đặt, bố trí các vòi phun dễ dàng, thuận tiện

- Nắp đặt bơm cao áp và đặt động cơ lai dễ dàng

 Nhược điểm :

- Cơ cấu căng đai chật hẹp

Hình 2.4 Phương án 3

=> Kết luận lựa chọn phương án lắp đặt.

Sau khi tiến hành tham khảo và đưa ra những phương án thiết kế mô hình emnhận thấy phương án 3 là phương án tối ưu nhất và em đã lựa chọn phương án này đểtiến hành xây dựng mô hình cho hệ thống nhiên liệu diesel

2.5 Thiết kế, nắp đặt mô hình

2.5.1 Xây dựng chi tiết mô hình gá đặt hệ thống

a Lựa chọn vật liệu và chế tạo khung

Chọn vật liêu chế tạo khung mô hình là sắt mạ crôm 190 hộp 30 x 20 mm ởđây ta chọn sắt mạ crôm 190 hộp 30x 20 mm để có mô hình gọn nhẹ nhưng vẫn đảmbảo độ cứng vững và chắc chắn của mô hình

Khung được lắp ghép với nhau bằng phương pháp hàn hồ quang

Khung được chế tạo làm hai phần :

1 Phần thứ nhất là giá đỡ toàn bộ mô hình

Gồm 6 thanh sắt mạ crôm 190 hộp 30x20 mm có chiều dài a = 50 cm cát

phẳng 2 đầu ( hình 2.4a) Và 2 thanh sắt mạ crôm 190 hộp 30x20 có chiều dài 70 cmcắt phẳng 2 đầu (hình 2.4b) 6 thanh sắt mạ crôm 190 hộp 30x20 mm có chiều dài 100

cm cắt phẳng 2 đầu ( hình2.4c), 2 thanh sắt mạ crôm 190 hộp 30x20mm có chiều dài

150 cm cắt phẳng 2 đầu ( Hình 2.4d), 6 thanh sắt chữ V 30x30 mm có chiều dài 50

cm, 4 thanh sắt chữ V 30x30 có chiều dài 70 cm

Hình 2.5 Các thanh sắt thiết kế chế tạo khung

Bản vẽ chi tiết của khung :

Hình 2.6 Bản vẽ chi tiết khung

Sau khi tiến hành thiết kế và chọn thép ta tiến hành ghép các thanh thép này lạibằng phương pháp hàn hồ quang sau đó tiến hành dùng máy mài nhẵn và tiến hành sơnnhủ mầu bac A300 ( A300 BRIGHT SILVED)

Hình 2.7 Khung sau khi hoàn thành

khung có màuxanh da trời

4. Sau khi chế tạo xong 6 tấm tôn ta tiến ghép 6 tấm tôn vào khung bằng phương

pháp bắt vít vào khung đã được chế tạo

b Lựa chọn vật liệu và thiết kế bảng nắp các bộ phận của hệ thống.

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí các bộ phận của hệ thống

Hình 2.9 Sơ đồ lắp đặt và các chi tiết dàn trải của hệ thống

Nhiệm vụ chủ yếu của phần này là gá lắp và dàn trải các bộ phận của hệ thốngdiesel như vòi phun, bộ điều tốc, bộ điều chỉnh phun sớm, bơm tay Bố trí chi tiết chohợp lý Do vậy mặt trên được tấm bắn tấm tôn có diện tích là 0,7 , mặt dưới có diện

Trước khi lắp chi tiết lên cần đánh dấu bố trí các chi tiết hợp lý sau đó tiến hành khoan

lỗ để lắp đặt các chi tiết lên

Lỗ bắt bộ vòi phun được khoan bằng mũi khoan co đường kính 35mm

Các lỗ bulông cố định bơm cao áp,bộ điều tốc,bộ phun sớm,bơm tay,thân bơm đượckhoan bằng mũi khoan có đường kính 10 mm

Sau khi khoan tiến hành lau sạch sẽ rồi lắp hoàn chỉnh các bộ phận của hệ thống

Lỗ bắt bảng điều được khoan bằng mũi khoan 8 ở bên cạnh phải của khung

- Lưu ý:

- Khi khoan lỗ bắt các chi tiết cần chú ý khoan đúng tâm đã định sẵn tránh gây chầyxước gây xấu cho bề mặt ma két làm mất mĩ quan

- Khi tiến hành khoan phải luôn giữ cho tay sạch sẽ

- Phải mặc quần áo bảo hộ trước khi khoan và bắn tôn

2.5.2 Phương pháp dẫn động mô hình

a Chọn động cơ

Hình 2.10 Động cơ điện xoay chiều 1 pha

1. Động cơ điện xoay chiều 1 pha 220V, 50hz

d Cơ cấu dẫn động bơm cao áp dùng động cơ lai

1 Cơ cấu trục ren

Khi quay tay quay ren quay quanh đai ốc làm đai ốc dịch chuyển lên trên kéo theo động cơ điện di chuyển lên

Hình 2.13 Cơ cấu hoạt động của thanh ren Hình 2.14 Thanh ren

2.5.3 Phương pháp điều khiển mô hình

a Bảng điện

Hình 2.15 Sơ đồ bảng điện Hình 2.16 Bảng điên trên mô hình

Dùng At khối vừa làm công tắc vừa có chức năng bảo vệ động cơ lai khi xảy ra sự cố

Sơ đồ thiết kế bảng điều khiển gồm 1 đèn báo và 1 Át khối

b Cần ga

Hình 2.17 Cần ga

2.5.4 Mô hình hoàn thiện

Chương 3 BƠM CAO ÁP DÃY 3.1 Nhiệm vụ yêu cầu với bơm cao áp dãy.

3.1.1 Khái niệm bơm cao áp dãy.

Bơm cao áp dãy là chi tiết quan trọng nhất trong hệ thống cung cấp nhiên liệucủa động cơ Diesel Là thiết bị dùng để cung cấp nhiên liệu có áp suất cao cho vòiphun , để phun nhiên liệu vào xilanh động cơ hoà trộn với không khí thực hiện quátrình cháy giãn nở và sinh công có ích

3.1.2 Nhiệm vụ của bơm cao áp dãy.

 Cung cấp nhiên liệu có áp suất cao vào xilanh của động cơ với một lượng phù hợpvới tải trọng và chế độ , tốc độ của động cơ

- Cung cấp nhiên liệu cho xilanh vào một thời điểm quy định ( tính theo góc quaycủa trục khuỷu ) và theo một quy luật đã được xác định

- Lượng nhiên liệu cung cấp vào các xilanh phải đồng đều và đầy đủ

3.1.3 Yêu cầu đối với bơm cao áp dãy.

- Đảm bảo nhiên liệu cung cấp cho vòi phun phải có một áp suất cần thiết Trongđộng cơ hiện nay ấp suất thưòng là 60 80 kg/cm2 Đặc biệt có một số động cơ

có áp suất phun lớn từ 15002500 kg/cm2

- Khống chế được nhiên liệu phù hợp với tải trọng và chế độ động cơ

3.2 Cấu tạo ,nguyên lý hoạt động bơm cao áp dãy.

3.2.1 Cấu tạo

Hình 3 1 Cấu tạo bơm cao áp dãy

1 Bộ điều tốc 2 Bơm chuyển nhiên liệu

3 Cơ cấu phun sớm tự động 4 Trục cam bơm cao áp

5 Các phân bơm 6 Vỏ bơm

Bơm cao áp dãy là loại bơm dài một dãy,cung cấp nhiên liệu cho nhiều xi lanhcủa động cơ, động cơ Diêzel có bao nhiêu xilanh thì bơm dẫy cũng có bấy nhiêu phânbơm,các phân bơm được lắp chung trong một vỏ bằng nhôm được điều khiển do mộttrục cam nằm trong vỏ bơm và một thanh răng điều khiển tất cả các piston bơm

Hai đầu bơm có bộ điều tốc và cơ cấu phun dầu sớm,ngoài ra hai bên thành bơm

là nơi lắp bơm chuyển nhiên liệu

3.2.2 Cấu tạo của một phân bơm.

Hình 3 2 Cấu tạo của một phân bơm

1.Đầu nối 2.Buồng cao áp 3.Van triệt hồi 4.Piston 5.Thanh răng 6.Vấu chữ thập

7 Vòng răng 8.Ống kẹp đuôi piston 9.Lò xo 10.Bulong điều chỉnh 11.Con đội

con lăn 12.Trục cam 13.Xylanh bơm 14.Vỏ bơm 15.Đế van cao áp

3.2.3 Nguyên lý làm việc của một phân bơm

Sơ đồ nguyên lý làm việc của một phân bơm được trình bày trên hình 2.3 :

a, b, c, d, e, f,

Hình 3 3 Nguyên lý làm việc của một phân bơm

Quá trình làm việc bao gồm các giai đoạn sau:

- Quá trình nạp ( hình 3.3.a )

Khi cam thôi tác dụng lên con đội, piston dịch chuyển đi xuống dưới tác dụngcủa lò xo hồi vị Van cao áp đóng nên độ chân không trong không gian trên piston tănglên.Khi piston mở lỗ nạp, nhiên liệu từ trong buồng nhiên liệu sẽ chiếm đầy vào xilanhbơm.Quá trình nạp nhiên liệu vào xilanh kéo dài cho đến khi piston đi xuống vị tríthấp nhất

- Quá trình nén phun nhiên liệu ( hình 3.3.b,c,d )

Khi cam lệch tâm bắt đầu tác dụng vào con đội piston sẽ dịch chuyển lên trên vàđồng thời lò xo bị ép lại Trong giai đoạn đầu trước khi đỉnh piston đóng kín lỗ nạpmột phần nhiên liệu trong xilanh bị đẩy trở lại qua lỗ nạp

Quá trình nén sẽ bắt đầu khi đỉnh piston đóng kín lỗ nạp Khi áp suất nhiên liệutrong xilanh đủ lớn, thắng được sức căng lò xo van cao áp và áp suất dư của nhiên liệutrong đường ống cao áp nâng van lên phía trên mở cho nhiên liệu trong xilanh đi vàođường ống cao áp tới vòi phun và phun vào buồng cháy của động cơ

- Kết thúc phun ( hình 3.3.e,f )

Piston tiếp tục đi lên đến khi rãnh vát (gờ xả của rãnh chéo) mở lỗ xả, do chênhlệch về áp suất nên nhiên liệu từ không gian phía trên đỉnh piston sẽ thoát ra cửa xả dorãnh khoan đứng làm cho áp suất ở đường nhiên liệu giảm xuống đột ngột, lò xo sẽđóng van cao áp đồng thời kim phun sẽ đóng lại rất nhanh ngừng cung cấp nhiên liệu

cho buồng cháy Dưới tác dụng của lò xo van cao áp và áp suất dư trong đường ốngcao áp, van cao áp sẽ được đóng kín và vòi phun ngừng làm việc, kết thúc quá trìnhphun nhiên liệu Piston bị dịch chuyển xuống dưới và quá trình làm việc lại được lặplại như cũ

3.2.4 Cơ cấu điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp cho một chu trình.

Trong bơm cao áp dãy lò xo được định vị vì vậy điều chỉnh lượng nhiên liệucung cấp cho một chu trình cần xoay piston đi một góc tương ứng bởi rãnh xả trênpiston có dạng xoắn hoặc chéo Cơ cấu xoay piston trong bơm cao áp dẫy thường sửdụng thanh răng, vành răng và ống xoay ( hình 3 4 )

Hình 3 4 Cơ cấu xoay Piston điều khiển thanh răng

- Khi muốn tăng lượng nhiên liệu cung cấp thông qua cơ cấu điều khiển, thanh răng

sẽ di chuyển làm xoay piston về phía tăng hành trình có ích

- Khi muốn giảm lượng nhiên liệu cung cấp thông qua cơ cấu điều khiển, thanh răng

sẽ di chuyển làm xoay piston về phía giảm hành trình có ích

- Hành trình cung cấp nhiên liệu thực sự tính từ vị trí piston đóng lỗ nạp (bắt đầucung cấp) cho đến khi rãnh chéo trên piston mở lỗ xả (kết thúc cung cấp)

- Tăng hoặc giảm lượng nhiên liệu cung cấp sẽ làm tăng hoặc giảm tốc độ quay củatrục khuỷu động cơ

3.3 Cấu tạo bộ đôi xylanh – piston

Bộ đôi xylanh piston là cặp chi tiết quan trọng nhất của bơm cao áp vì vậy nóđược chế tạo và lắp ghép với độ chính xác cao (còn có tên gọi bộ đôi siêu chính xác) Khe hở giữa piston và xylanh nằm trong khoảng 0,005-0,0015mm, đối với piston cóđường kính 8-9mm Độ cứng của các bề mặt không nhỏ hơn 55-60 HRC, độ bóng các

bề mặt ma sát không nhỏ hơn Rn=11

Piston có kết cấu hình trụ được chia làm ba phần:

- Phần đầu của piston: là nơi bố chí các giờ vát (rãnh chéo) rãnh đứng và rãnh tròn vớimục đích điều chỉnh lượng nhiên liệu cần cung cấp cho một hành trình, hình dạng vàkích thước các rãnh chéo trên phần đầu piston rất đa dạngnhư( hình 11.a,b,c)

- Phần thân piston: làm nhiệm vụ dẫn hướng và đảm bảo cho piston được bôi trơn tốthơn, bộ đôi piston – xylanh được bôi trơn bằng chính nhiên liệu diesel đang được cungcấp vào xylanh

- Phần đuôi piston: là nơi nhận trực tiếp chuyển động từ con đội nơi giá lắp đĩa lò xodưới của lò xo hồi vị và cơ cấu xoay piston

3.3.2.Cấu tạo xylanh

Xylanh là chi tiết hình trụ rỗng, mặt ngoài thường làm hai bậc và được cố định chống xoay bằng vít hoặc chất định vị phần trên của xylanh là nơi bố trí các lỗ nạp và

lỗ xả nhiên liệu, kích thước hình dạng số lượng và bố trí lỗ nạp, lỗ xả nhiên liệu tuỳthuộc vào kết cấu cụ thể của từng bơm

3.4 Bộ đôi van triệt hồi

3.4.1 Chức năng

- Ngăn không cho nhiên liệu diesel từ đường nhiên liệu cao áp trở về bơm cao áp khipiston – xylanh bơm cao áp ở hành trình hút nhiên liệu và ngăn không cho không khítrong xylanh động cơ đi vào xylanh bơm cao áp

- Giảm áp suất dư nhiên liệu trong đường cao áp đến giá trị cần thiết cũng như dập tắtdao động sóng của nhiên liệu trong ống dẫn cao áp đảm bảo cho quá trình phun đượcbắt đầu nhanh và kết thúc dứt khoát giảm khả năng phun rớt

3.4.2.Cấu tạo bộ đôi van triệt hồi

cấu tạo bộ đôi van triệt hồi (van cao áp) thông dụng được trình bầy trên ( hình 13) Van cao áp và đế van là cặp chi tiết lắp ráp chính xác, khi hở hướng kính khe hở giữavan và đế van phải nằm trong khoảng 0,004-0,006mm độ cứng bề mặt van vào khoảng60-64HRC

Hình 3 7 Cấu tạo bộ đôi van triệt hồi

3.4.3 Nguyên lý làm việc

Trong quá trình xả, piston mở lỗ xả khi đó có sự chênh lệch áp suất dư trongđường ống cao áp và buồng nhiên liệu xung quanh xylanh, nhiên liệu sẽ Theo rãnh dọccủa piston bơm ra cửa xả trên xylanh làm cho áp suất phun trên đỉnh piston giảm đột

a) Cấu tạo của van cao áp

1 Phần côn của van

2 Phần trụ giảm tải

3 Rãnh tròn

4 Thân

b) Van cao áp đóng c) Van cao áp mở

1 Đầu nối ống cao áp

2 Lò xo van cao áp

3 Van cao áp

điểm gờ dưới của phần trụ giảm tải tiếp xúc vào đế van sẽ tạo ra một khoảng khôngdẫn đến sự chênh lệch áp suất giữa đường ống cao áp (áp suất dư trong đường ống cao

áp ) và áp suất mở vòi phun làm cho vòi phun đóng chắc hơn kết thúc quá trình phunmột cách dứt khoát và nhanh chóng, quá trình xả nhiên liệu từ đường ống cao áp sangbuồng xylanh chấm dứt nhưng van cao áp vẫn tiếp tục đi xuống cho đến khi phần côncủa van tiếp xúc với đế van

Do giảm áp suất đột ngột trong đường ống cao áp, kim phun trong vòi phunlập tức đóng lại nhờ lò xo kim phun để tránh tình trạng phun rớt

- Quá trình nén: khi áp suất bơm cao áp lớn hơn sức căng của lò xo van áp suất dư

trong đường ống cao áp, khi đó sẽ đẩy cho van cao áp đi lên làm cho lò xo van cao ápnén lại, nhiên liệu được cung cấp vào đường ống cao áp Khi áp suất trong đường ốngcao áp lớn hơn áp suất lò xo của vòi phun làm cho vòi phun mở, nhiên liệu được cungcấp vào xylanh động cơ thực hiện quá trình đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu

3.5 Bộ điều tốc

3.5.1 Sự cần thiết phải có của bộ điều tốc

Chế độ làm việc của một động cơ bất kỳ được xác định từ hai yếu tố cơ bản làphụ tải và tốc độ quay của trục khuỷu Trong lúc cố định thanh răng hoặc cần ga, nếuphụ tải tăng lên thì vận tốc trục khuỷu sẽ giảm đi và ngược lại Trường hợp này nếuphụ tải giảm nhiều thì vận tốc trục khuỷu sẽ tăng vượt quá mức quy định gây nênnhiều hậu quả tai hại cho động cơ Do đó nếu ta muốn ổn định vận tốc trục khuỷu ởmột mức độ nào đó thì ta phải tăng thêm nhiên liệu khi phụ tải của động cơ tăng lênđột xuất Trong trường hợp phụ tải giảm đột ngột cần phải giảm bớt nhiên liệu phunvào xylanh không cho vận tốc trục khuỷu tăng Vì vậy trong các bơm cao áp phải có

bộ điều tốc để ổn định tốc độ của động cơ cho các chế độ tải trọng

+ Bộ điều tốc một chế độ

+ Bộ điều tốc hai chế độ

+ Bộ điều tốc đa chế độ

3.5.4 Cấu tạo của bộ điều tốc hai chế độ

Hình 3 8 Cấu tạo bộ điều tốc

1 Cần điều khiển 9, 8 Cần L, Quả văng

2 Thanh điều khiển 10 Tấm dẫn hướng

3 Đĩa lò xo 11 Chốt dẫn hướng

4 Lò xo cân bằng 12 Ống trượt

5 Thanh răng 13 Cần điều khiển con trượt

6 Ốc hiệu chỉnh 14 Con trượt

7 Lò xo điều chỉnh 15,16 Gờ định vị, Vít điều chỉnh

3.5.5 Nguyên lý làm việc của bộ điều tốc

* Chế độ khởi động :

- Giai đoạn bắt đầu khởi động:

Trong chế độ khởi động cần phải tăng lượng nhiên liệu cần cung cấp, do đó khi khởiđộng cơ cần ga từ vị trí không tải sẽ bị tác động đến vị trí toàn tải làm cho con trượt di