Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel D1146TI

Do cuối kỳ nén mới phun nhiên liệu vào xylanh động cơ nên quá trình hình thành hòa khí rất ngắn, khoảng từ 15  35o góc quay trục khuỷu, do đó tao nên tình trạng không đều về thành phần

MỤC LỤC

MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI 5

1 TỔNG QUAN VỀ HTNL ĐỘNG CƠ DIESEL 6

1.1 Đặc điểm, nhiệm vụ, yêu cầu HTNL 6

1.1.1 Đặc điểm 6

1.1.2 Nhiệm vụ, yêu cầu 6

1.2 Quá trình hình thành hòa khí trong động cơ Diesel 7

1.2.1 Đặc điểm hình thành hòa khí 7

1.2.2 Những đặc trưng của động cơ Diesel 7

1.2.3 Sự hình thành hòa khí trong động cơ Diesel 8

1.3 Đặc điểm các dạng HTNL trên động cơ Diesel 12

1.3.1 HTNL dùng BCA kiểu bơm dãy 13

1.3.2 HTNL dùng BCA kiểu bơm phân phối 15

1.3.3 HTNL Common Rail 17

2 GỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ D1146TI 19

2.1 Các đặc điểm, thông số kỹ thuật của động cơ D1146Ti 20

2.2 Đặc điểm các cụm chi tiết và cơ cấu của động cơ D1146TI 23

2.2.1 Nhóm Piston 23

2.2.2 Thanh truyền 24

2.2.3 Trục khuỷu 25

2.2.4 Bánh đà 27

2.2.5 Thân máy và nắp xylanh 27

2.2.6 Cơ cấu phân phối khí 28

2.3 Các hệ thống trên động cơ D1146TI 30

2.3.1 Hệ thống làm mát 30

2.3.2 Hệ thống bôi trơn 31

2.3.3 Hệ thống tăng áp 33

3 KHẢO SÁT HTNL ĐỘNG CƠ D1146TI 35

3.1 Nhiệm vụ, yều cầu của HTNL động cơ D1146TI 35

3.2 Sơ đồ NLHĐ của HTNL động cơ D1146Ti 36

3.2.1 Sơ đồ HTNL động cơ D1146TI 36

3.2.2 Nguyên lý hoạt động HTNL động cơ D1146TI 36

3.3 Khảo sát các cụm chi tiết chính của HTNL động cơ D1146TI 37

3.3.1 Bơm cao áp 37

3.3.3 Bơm chuyển nhiên liệu 42

3.3.4 bầu lọc nhiên liệu 43

3.3.5 Bộ điều tốc 45

3.3.6 Khớp nối tự động điều chỉnh góc phun sớm 48

4 TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ D1146TI 51

4.1 Các thông số kỹ thuật của động cơ D1146Ti 51

4.1.1 Thông số ban đầu 51

4.1.2 các thông số chọn của động cơ 52

4.2 tính toán các thông số của chu trình 53

4.2.1 Quá trình nạp 53

4.2.2 Quá trình nén 54

4.2.3 Quá trình cháy 55

4.2.4 Quá trình giản nở 58

4.2.5 Các thông số chỉ thị 59

4.2.6 Các thông số có ích 60

5 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA BCP-VP 62

5.1 Tính toán bơm cao áp 62

5.1.1 Thể tích nhiên liệu cung cấp cho 1 chu trình 62

5.1.2 Thời gian phun nhiên liệu 62

5.1.3 Lưu lượng trung bình cáp cho 1 tổ bơm 63

5.1.4 Đường kính piston BCA 63

5.1.5 Hành trình có ích của BCA 64

5.2 Tính toán kiểm nghiệm vòi phun 65

5.2.1 Lưu lượng phun lớn nhất trong một chu kỳ 65

5.2.2 Tổng tiết diện lưu thông của lỗ phun 65

5.2.3 Tiết diện lưu thông của 1 lỗ phun 66

5.2.4 Đường kính lỗ phun tính toán 66

5.2.5 Đường kính phần dẫn hướng của van kim 66

5.2.6 Lực ép ban đầu của lò xo vòi phun 67

5.2.7 Hành trình nâng cức đại của van kim 67

5.2.8 Xác định độ cứng lò xo 68

6 KIỂM TRA CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG HTNL 69

6.1 Các triệu chứng của động cơ Diesel khi hư hỏng HTNL 69

6.2 Các dạng hư hỏng thường gặp ở HTNL 71

6.2.1 Các hư hỏng bơm chuyển nhiên liệu 72

6.2.2 Các hư hỏng bơm cao áp 73

6.2.3 Các hư hỏng vòi phun 74

6.2.4 Các hư hỏng bộ lọc nhiên liệu 74

6.2.5 Các hư hỏng đường ống dẫn nhiên liệu 75

6.3 Kiểm tra các chi tiết, bộ phận HTNL 75

6.3.1 Kiểm tra các bộ phận thấp áp của HTNL 75

6.3.2 Kiểm tra bơm cao áp, vòi phun 76

6.4 bảo dưỡng các chi tiết, bộ phận HTNL 79

6.4.1 Bảo dưỡng bơm cao áp 79

6.4.2 Bảo dưỡng vòi phun 80

6.4.3 bảo dưỡng các bộ phận khác 80

KẾT LUẬN 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

LỜI NÓI ĐẦU

Sau quá trình học tập và trang bị những kiến thức về chuyên ngành động lực, sinh viên được giao nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp, nhằm giúp cho sinh viên tổng hợp và khái quát lại những kiến thức đã học, từ kiến thức cơ sở đến kiến thức chuyên ngành Qua quá trình thực hiện đồ án sinh viên tự rút ra nhận xét và kinh nghiệm cho bản thân trước khi bước vào công việc thực tế

Em được nhận đề tài tốt nghiệp: “KHẢO SÁT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ D1146TI” do hãng DAEWOO sản xuất

Trong phạm vi đồ án này, em chỉ giới hạn tìm hiểu một cách tổng quát về các

cơ cấu và hệ thống của động cơ D1146TI, trong đó đi sâu nghiên cứu và tính toán

về hệ thống nhiên liệu của động cơ

Tuy nhiên do những hạn chế về thời gian, kinh nghiệm thực tiễn, cũng như kiến thức và tài liệu tham khảo, cho nên trong phạm vi đồ án này em không thể trình bày được hết các vấn đề liên quan đến động cơ cũng như tìm hiểu sâu hơn về các cơ cấu và hệ thống trên động cơ Vì thế chắc chắn không tránh khỏi những sai sót khi thực hiện đề tài Em rất mong có được sự quan tâm chỉ bảo của các thầy, cô cùng các bạn để kiến thức của em được hoàn thiện hơn

Sau cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Triều, cùng toàn thể các thầy, cô và các bạn, những người đã giúp đỡ chỉ dẫn cho em trong suốt thời gian thực hiện đồ án này

Đà Nẵng, Ngày , Tháng , Năm 2012

Sinh viên thực hiên Phạm Văn Hoàng

MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH

Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ DAEWOO D1146TI nhằm giải quyết các vấn

đề sau:

Hiểu rõ được cấu tạo của các bộ phận, cụm chi tiết đến từng chi tiết trên hệ thống nhiên liệu của động cơ

Nắm được nguyên lý hoạt động của các cụm chi tiết trên hệ thống nhiên liệu

Từ việc hiểu rõ kết cấu của các chi tiết, nhóm chi tiết để đưa ra được những hướng giải quyết về những điểm chưa hợp lý của kết cấu

Đưa ra các tiêu chuẩn kỹ thuật để sử dụng động cơ tốt hơn trong điều kiện môi trường, khí hậu ở Việt Nam

Ý NGHĨA

Việc nắm rõ được toàn bộ cấu tạo của hệ thống nhiên liệu động cơ DAEWOO D1146TI từ những chi tiết đơn giãn đến những chi tiết, cụm chi tiết phức tạp giúp cho người cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật thuận lợi hơn trong công việc quản lý cũng như trong công việc sử dụng, bảo dưỡng động cơ tốt nhất trong điều kiện cho phép ở các vùng làm việc khác nhau của động cơ

Trang bị cho người sử dụng những kiến thức cơ bản về hệ thống nhiên liệu động

cơ để sử dụng và khai thác động cơ được tốt hơn và có thể kịp thời phát hiện, sửa chữa những hư hỏng nhỏ; thuận lợi hơn trong quá trình bảo dưỡng, bảo trì hệ thống nhiên liệu động cơ; đưa ra những quy định bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu động cơ hợp lý

1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL

1.1 ĐẶC ĐIỂM, NHIỆM VỤ VÀ YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 1.1.1 Đặc điểm

Diễn biến chu trình công tác của động cơ Diesel chủ yếu phụ thuộc vào tình hình hoạt động của thiết bị cung cấp nhiên liệu Tốc độ tỏa nhiệt của nhiên liệu và dạng đường cong của áp suất môi chất công tác trong quá trình cháy biến thiên theo góc quay trục khuỷu chủ yếu phụ thuộc vào những yếu tố sau:

- Thời điểm bắt đầu phun nhiên liệu (góc phun sớm ps)

- Biến thiên của tốc độ phun (quy luật cấp nhiên liệu)

- Chất lượng phun (thể hiện bằng mức phun nhỏ và đều)

- Sự hòa trộn giữa nhiên liệu và không khí trong buồng cháy

Góc phun sớm của các loại động cơ Diesel vào khoảng 10 ÷ 300 góc quay trục khuỷu trước điểm chết trên Thời gian cung cấp nhiên liệu kéo dài khoảng 20 ÷

450 góc quay trục khuỷu Trong khoảng thời gian ấy áp suất nhiên liệu trong ống dẫn nhiên liệu đến bơm cao áp tăng từ (0,15 ÷ 0,2) [MN/m2] đến vài chục [MN/m2

] trong vòi phun

Áp suất phun nhỏ nhất cần đảm bảo yêu cầu phun nhỏ và phun đều của nhiên liệu, nó phụ thuộc vào cấu tạo của vòi phun và cường độ vận động xoáy lốc của môi chất trong buồng cháy khi phun nhiên liệu Trên thực tế thường không nhỏ hơn 10 [MN/m2] Áp suất lớn nhất thường không vượt quá 40 ÷ 50 [MN/m2] vì nếu lớn hơn nữa sẽ gây ra những khó khăn không cần thiết về mặt công nghệ chế tạo, ảnh hưởng xấu tới tuổi thọ của bơm cao áp và vòi phun mặc dù chất lượng phun có thế được cải thiện chút ít Tuy nhiên do có yêu cầu cao về tốc độ cấp nhiên liệu, nên trong một vài trường hợp cá biệt áp suất phun cực đại Theo [9] có thể tới 150 ÷ 200 [MN/m2]

1.1.2 Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel

 Hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel có những nhiệm vụ sau:

+ Chứa nhiên liệu dự trữ, đảm bảo cho động cơ hoạt động liên tục trong một khoảng thời gian được quy định

+ Lọc sạch nước và tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu

+ Lượng nhiên liệu cung cấp cho mỗi chu trình phải phù hợp với chế độ làm viêc của động cơ

+ Cung cấp nhiên liệu vào xylanh động cơ đúng thời điểm, đúng theo một quy luật đã định

+ Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xylanh theo trình tự làm việc quy định của động cơ

+ Phun tơi và phân bố đều nhiên liệu trong thể tích môi chất trong buồng cháy, bằng cách phối hợp chặt chẽ hình dạng kích thước và phương hướng của các tia nhiên liệu với hình dạng buồng cháy và cường độ vận động của môi chất trong buồng cháy

 Yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu của động cơ Diesel:`

+ Hoạt động lâu bền và có độ tin cậy cao

+ Dễ dàng và thuân tiện trong sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa

Do cuối kỳ nén mới phun nhiên liệu vào xylanh động cơ nên quá trình hình thành hòa khí rất ngắn, khoảng từ 15  35o

góc quay trục khuỷu, do đó tao nên tình trạng không đều về thành phần hòa khí trong các khu vực buồng cháy của động cơ Ngoài ra nhiên liệu diesel lại khó bay hơi hơn xăng nên phải được phun thật tơi để cho nó được hoà trộn dể dàng trong buồng cháy Vì vậy phải tạo điều kiện để nhiên liệu được sấy nóng, bay hơi nhanh và hoà trộn đều với không khí trong buồng cháy

để tạo ra hòa khí Mặt khác phải đảm bảo cho nhiệt độ không khí trong buồng cháy

đủ lớn trong thời gian phun nhiên liệu để hòa khí có thể tự bốc cháy

Quá trình hình thành hòa khí và quá trình tự bốc cháy nhiên liệu của động cơ diesel chồng chéo lên nhau Tức là phần nhiên liệu phun vào trước đã tạo ra hòa khí

và tự bốc cháy, trong khi nhiên liệu vẫn được tiếp tục phun vào Như vậy sau khi cháy một phần nhiên liệu, hòa khí vẫn tiếp tục được hình thành

1.2.2 Những đặc trưng của động cơ Diesel

Do thời gian hình thành hoà khí bên trong ngắn, làm cho chất lượng hoà trộn rất khó đạt tới mức độ đồng đều, vì vậy động cơ diesel có những đặt trưng sau đây:

+ Trong quá trình nén, bên trong xylanh chỉ là không khí, do đó có thể tăng tỉ

số nén , qua đó làm tăng hiệu suất động cơ đồng thời tạo điều kiện thuận lợi làm

tăng nhiệt độ môi chất giúp hoà khí dễ tự bốc cháy

+ Trên đường nạp của động cơ diesel chỉ có không khí nên không cần để ý

đến vấn đề sấy nóng, bay hơi của nhiên liệu trên đường nạp như trong động cơ

xăng Vì vậy động cơ diesel có thể dùng đường nạp đơn giản

+ Có thể dùng hoà khí rất nhạt trong buồng cháy (do tính chất hòa trộn

không đều của hòa khí) nên có thể sử dụng cách điều chỉnh về chất, tức là chỉ điều

chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình chứ không điều chỉnh lượng không khí khi

cần thay đổi tải của động cơ

+ Động cơ diesel có mặt bất lợi (do tính chất hòa trộn không đều tạo ra) đó

là: Bị hạn chế về khả năng giảm hệ số dư lượng không khí , tức là không thể sử

dụng hết lượng không khí thừa trong buồng cháy để đốt thêm nhiên liệu, và khả

năng nâng cao tốc độ động cơ (do tốc độ cháy của hòa khí không đều chậm hơn)

Những hạn chế trên đã làm cho công suất lít (công suất đơn vị) của động cơ diesel

nhỏ hơn so với máy xăng

1.2.3 Sự hình thành hòa khí trong buồng cháy động cơ Diesel

Buồng cháy động cơ diesel là nơi hòa khí được hình thành và bốc cháy, gây

ảnh hưởng tới các chỉ tiêu: công suất, hiệu suất, độ tin cậy của động cơ cũng như ô

nhiễm môi trường của khí xả Theo đặc điểm cấu tạo buồng cháy động cơ diesel

gồm: Buồng cháy thống nhất; Buồng cháy khoét lõm sâu đỉnh piston; Buồng cháy

ngăn cách

1.2.3.1 Buồng cháy thống nhất

Hình thành hòa khí trong buồng cháy thống nhất được dựa trên hai yếu tố cơ

bản: đảm bảo chất lượng phun đều và nhỏ của nhiên liệu, kết hợp hình dạng các tia

nhiên liệu với hình dạng buồng cháy tạo ra hòa khí phân bố đều trong không gian

buồng cháy

Hình 1-1 a- Không có chuyển động xoáy của dòng khí;

b- Có chuyển động xoáy của dòng khí.[1]

Khi nhiên liệu được phun vào trong buồng cháy thì sự ma sát giữa tia nhiên liệu và môi chất trong buồng cháy đã gây ra sự trao đổi động lượng, xé nhỏ các hạt nhiên liệu và tăng tốc cho dòng khí, không khí chuyển động theo chiều mũi tên (hình 1.1.a) bị cuốn vào tia nhiên liệu Nếu tồn tại chuyển động xoáy trong buồng cháy thì dòng khí sẽ từ sườn của các tia bị cuốn vào thổi ngang các tia nhiên liệu, tao ra hòa khí (hình.1.1.b)

 Nguyên lý của quá trình hình thành khí hỗn hợp trong buồng cháy diễn ra như sau: Khi có dòng xoáy, không khí từ sườn tia thổi phần nhiên liệu đã bay hơi ra ngoài, khiến những hạt nhiên liệu còn lại trong tia dễ bay hơi nên làm tăng tốc độ hình thành khí hỗn hợp, mặt khác còn sử dụng không khí trong không gian giữa các tia tham gia hoà trộn ngay khi nhiên liệu chưa cháy Ở những phần khí hỗn hợp đã cháy do giãn nỡ nên mật độ giảm, còn phần khí hỗn hợp chưa cháy bị nén nên mật

độ lớn Dưới tác dụng của dòng xoáy tạo ra các lực ly tâm khác nhau: Phần không khí chưa cháy theo quỹ đạo xoắn ốc cuốn ra ngoài còn phần đã cháy chạy theo quỹ đạo xoắn ốc vào trong, mở rộng phần hỗn hợp nóng nhờ đó làm tăng tốc độ hình thành khí hỗn hợp và tốc độ cháy

1.2.3.2 Buồng cháy khoét sâu trên đỉnh piston

Loại buồng cháy này thường được tạo dòng xoáy tiếp tuyến của khí nạp và dòng xoáy hướng kính của khí chèn khí nén, kết hợp với vòi phun nhiều lỗ nên dễ tạo ra hòa khí tốt Khi có dòng xoáy (hình 1.1.b) không khí từ sườn tia thổi phần nhiên liệu còn lại trong tia dễ bay hơi, tăng tốc độ hình thành hòa khí, mặt khác còn

sử dụng hòa khí trong không gian giữa các tia tham gia hòa trộn ngay khi nhiên liệu chưa cháy Những phần hòa khí đã cháy do giản nở nên mật độ giảm còn phần hòa khí chưa cháy mật độ lớn, dưới tác dụng của dòng xoáy tạo ra các lực ly tâm khác nhau: Phần hòa khí chưa cháy theo quỷ đạo xoắn ốc mở ra ngoài, còn phần đã cháy theo quỷ đạo xoắn ốc cụp vào trong, mở rộng phần “ hổn hợp nóng” (hình 1.2a) nhờ

đó mà làm tăng tốc độ hình thành hòa khí và tốc độ cháy Nếu cường độ dòng xoáy lớn quá, không những làm các tia can thiệp lẫn nhau mà còn làm giảm độ xuyên sâu của tia nên hòa khí chỉ bốc cháy ở khu vực trung tâm buồng cháy tạo ra tác dụng khóa nhiệt (hình 1.2b)

Hình 1-2 Quá trình cháy và tác dụng của hỗn hợp cháy [1]

1- Không khí; 2- Dòng xoáy; 3- Khu vực đã cháy

- Đặc điểm quan trọng của buồng cháy khoét lõm trên đỉnh piston:

Dd



e1

e2

Hình 1-3 Kích thước buồng cháy khoét lõm trên đỉnh piston [1]

D- Đường kính xylanh; d- Đường kính phần khoét lõm; h- Chiều

sâu của phần khoét lõm; e 1 - Lệch tâm của phần khoét lõm; e 2 - Lệch

tâm của mũi vòi phun;  - Góc kẹp của các tia phun

Hình dạng, kích thước, đường kính miệng của phần khoét lõm (hình 1.3) có tác dụng lớn tới cường độ dòng xoáy hướng kính, qua đó cải thiện điều kiện hình thành hòa khí và điều kiện cháy Cường độ dòng xoáy hướng kính tỷ lệ thuận với tỷ

số (D/d)2

Đường kính phần khoét lõm (d) càng nhỏ thì dòng xoáy càng mạnh, nhưng

sẽ làm chiều sâu h của phần khoét lõm càng lớn Thông thường thì d = (0,75  0,9).D; d/h = 2 : 1  4:1

Ở tải lớn, ứng suất nhiệt tại miệng phần khoét lõm (đỉnh góc ) thường lớn Muốn giảm ứng suất nhiệt kể trên cần phải làm cho vách phần khoét lõm thẳng đứng Theo kinh nghiệm của công ty Ricado chỉ cần phối hợp tốt giữa đặc tính tia phun, dòng khí nạp với hình dạng buồng cháy, còn hình dạng phần khoét lõm không gây ảnh hưởng gì tới tính năng động cơ

Dòng xoáy không khí: Với cường độ hợp lý của dòng xoáy sẻ có lợi cho chất lượng hòa khí củng như chất lượng cháy Nhưng không có nghĩa là dòng xoáy càng mạnh càng tốt, dòng xoáy quá mạnh sẻ làm tăng tổn thất nhiệt, còn tạo ra hiên

tượng can thiệp của các tia phun gần nhau giảm độ xuyên sâu nên quá trình cháy chỉ xuất hiện ở khu vực trung tâm buồng cháy

Nguyên tắc hình thành khí hỗn hợp là khuấy trộn không khí thông qua kết hợp các xoáy lớn và xoáy nhỏ của không khí Nhiên liệu và không khí được hoà trộn với một tỷ lệ thích hợp làm cho quá trình cháy được diễn ra tốt hơn Hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp được sử dụng và nhiên liệu được phun dưới áp suất phun cao tại một góc phun tối ưu từ một vòi phun có nhiều lỗ lắp trong buồng cháy Vì thế, nhiên liệu được phun rất tơi và hoà trộn đều với không khí

1.2.3.3 Buồng cháy ngăn cách (buồng cháy xoáy lốc)

Toàn bộ buồng cháy được ngăn thành hai phần: Buồng xoáy lốc và buồng cháy chính, hai phần nối với nhau bằng một đường thông lớn Buồng cháy xoáy lốc Ricardo (hình 1.4) dùng trên động cơ ôtô có dạng hình chuông, nối với buồng cháy chính nhờ đường thông tiếp tuyến Trong quá trình nén môi chất từ buồng cháy chính bị đẩy vào buồng xoáy lốc và tạo ra ở đây một dòng xoáy nén mạnh Nhiên liệu được phun vào cùng hướng với dòng xoáy lốc, được sấy nóng, bay hơi cùng không khí nóng tạo ra hòa khí và bốc cháy ở khu vực miệng đường thông Màng lửa chuyển động theo quỷ đạo lò xo xoắn cụp vào khu trung tâm buồng cháy Hòa khí chưa cháy nồng độ lớn bị đẩy ra xung quanh và được phun vào buồng cháy chính,

do tác dụng chênh áp được tạo ra sau khi một phần niên liệu đã cháy trong buồng xoáy lốc Dòng chảy phun ra buồng cháy chính tạo nên dòng xoáy thứ hai ở đây, thúc đẩy sự hòa trộn giữa nhiên liệu và không khí để hình thành hòa khí và bốc cháy trong buồng cháy chính

Hình 1-4 Buồng cháy xoáy lốc Ricado [1]

( phần khoét trên đỉnh piston có dạng trái tim)

- Đặc điểm quan trọng của buồng cháy xoáy lốc:

Vị trí đường thông không những phải quan tâm đến dòng xoáy trong buồng xoáy lốc, mà còn phải lưu ý cả dòng xoáy lốc thứ hai trong buồng cháy chính Đặt đường thông tiếp tuyến dễ tạo ra dòng xoáy nén; Còn đặt đường thông ở khu vực giữa, dễ đưa dòng chảy đi ra Kết quả thực nghiệm chỉ rằng: 0

40



 và đặt mép sắc

phía trong của đường thông sát với tâm của buồng xoáy lốc sẻ cho kết quả tốt Hình dạng đường thông cần đảm bảo cho dòng xoáy được bao trùm toàn bộ không gian buồng xoáy lốc

Đường thông vào buồng cháy xoáy lốc thường làm trên nắp buồng cháy (một chi tiết rời) Để giảm nhẹ phần gia công hình dạng, kích thước buồng xoáy lốc Mặt khác còn tạo điều kiện chọn vật liệu chịu nhiệt cho đường thông qua đó gây ảnh hưởng tới thời gian cháy trễ và tốc độ tăng áp suất khi cháy (thông thường thì tăng nhiệt độ nắp buồng cháy sẻ rút ngắn thời gian cháy trễ và giảm tốc độ tăng áp khi cháy)

Hướng tia phun là hướng lệch tâm theo chiều dòng xoáy Nếu tia phun theo hướng tâm, hoặc lệch tâm ngược chiều dòng xoáy thì màng lửa đầu tiên sẽ xuất hiện

ở trung tâm buồng cháy Còn nếu tia phun lệch tâm theo chiều dòng xoáy khi tâm tia phun cùng với đường qua tâm buồng cháy tạo một góc kẹp lớn Nhờ tác dụng của dòng xoáy mạnh mà nhiên liệu được tráng đều trên thành buồng cháy tạo ra màng mỏng Trong điều kiện nhiệt độ thành buồng cháy còn thấp, sẽ làm kém tính năng khởi động lạnh, ngoài ra phần nhiên liệu được bốc cháy ở những giai đoạn tiếp theo do thiếu một dòng xoáy mạnh nên thường kéo dài thời gian cháy, làm giảm hiệu suất động cơ Độ nhạy đối với phương hướng tia phun của các buồng xoáy lốc rất khác nhau nhưng buồng hình cầu, đáy phẳng chịu ảnh hưởng tốt nhất

1.3 ĐẶC ĐIỂM CÁC DẠNG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL

Hệ thống nhiên liệu trên động cơ diesel là những bộ phận quan trọng nhất của

động cơ thực hiện sự hình thành hòa khí Ta có các hệ thống nhiên liệu trên động cơ diesel sau:

1.3.1 Hệ thống nhiên liệu dùng bơm cao áp kiểu bơm dãy

1

87

65

23

4

Hình 1-5 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu dùng bơm cao áp kiểu bơm dãy [6] 1- Thùng chứa nhiên liệu; 2- Bầu lọc thô; 3- Bơm chuyển vận và bơm tay; 4- Bơmcao áp; 5- Bầu lọc tinh; 6- Ống dầu cao áp; 7- Vòi phun; 8- Buồng cháy

Khi khởi động động cơ, trục cam dẫn động bơm chuyển vận (3) hút nhiên liệu

từ thùng chứa (1) đẩy qua bầu lọc (5) để cấp nhiên liệu cho bơm cao áp (4) Số tổ bơm cao áp bằng số xylanh của động cơ, các tổ bơm cung cấp nhiên liệu qua đường ống cao áp (6) tới vòi phun (7) để phun nhiên liệu vào buồng cháy (8) Nhiên liệu rò qua khe hở trong thân kim phun của vòi phun và trong các tổ bơm được theo các đường ống thấp áp trở về thùng chứa

Để hệ số nạp của các tổ bơm ổn định và không gián đoạn quá trình cấp nhiên liệu thì nhiên liệu đi vào xylanh bơm cao áp không được lẫn không khí

- Ưu, nhược điểm của hệ thống này:

Ưu điểm :

+ Vì hệ thống nhiên liệu này dùng bơm cao áp kiểu bơm dãy, các tổ bơm độc lập (mỗi tổ bơm cấp nhiên liệu cho một xylanh riêng) nên khi một tổ bơm bị hỏng thì các tổ bơm khác vẫn làm việc bình thường, hệ thống vẫn hoạt động

+ Vì các tổ bơm độc lập với nhau nên thuận tiện cho việc kiểm tra, sửa chữa + Dể vận hành

Nhược điểm:

+ Do các tổ bơm độc cấp nhiên liệu độc lập với nhau nên lượng nhiên liệu cung cấp khó đảm bảo được độ đồng đều, chính xác về số lượng giữa các tổ bơm + Kích thước, trọng lượng lớn

+ Để có thể tạo được áp suất cao và hoạt động lâu bền thì các cặp piston, xylanh bơm cao áp phải được chế tạo chính xác nên đòi hỏi phải có ngành công nghệ cao

Phạm vi ứng dụng: Hệ thống nhiên liệu dùng bơm cao áp kiểu bơm dãy thường được lắp trên một số xe tải như: Xe tải Huyndai HD, xe tải Kia hay Toyota – Land Cruiser…

1.3.2 Hệ thống nhiên liệu dùng bơm cao áp kiểu bơm phân phối

10

Hình 1-6 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu dùng bơm cao áp kiểu bơm phân phối [6] 1- Thùng chứa nhiên liệu; 2,4- Bơm tiếp vận; 3- Bầu lọc tinh; 5- Van điều áp; 6- Vòi phun; 7- Buồng cháy; 8- Bơm cao áp phân phối; 9- Van cao áp; 10- Piston; 11- Lỗ đưa nhiên liệu đến các vòi phun; 12- Vành điều lượng

Bơm phân phối khác với bơm nhánh ở chỗ là chỉ cần một bộ đôi piston-xylanh nhưng vẫn đảm bảo cung cấp nhiên liệu cho các xylanh Piston vừa tịnh tiến, vừa xoay Với động cơ có i xylanh thì piston sẽ chuyển động tịnh tiến i lần và trong một chu kỳ của động cơ, piston sẽ xoay đủ một vòng

Khi động cơ làm việc nhiên liệu được bơm tiếp vận (2) hút nhiên liệu từ thùng chứa lên bầu lọc tinh Tại đây nhiên liệu được lọc sạch nước và tạp chất sau đó tới

bơm tiếp vận (4) Nhiên liệu được bơm này đẩy tới đường ống nạp và chờ để nạp vào xy lanh bơm cao áp

Khi piston chuyển động xuống dưới, nhiên liệu từ bơm tiếp vận (4) qua lỗ A

được nạp vào xylanh

Khi piston đi lên trên, một phần nhiên liệu thoát qua lỗ A, cho đến khi đỉnh piston bắt đầu đóng lỗ A, áp suất nhiên liệu bắt đầu tăng, áp suất tăng cao và mở van cao áp (9), nhiên liệu theo đường cao áp vào lỗ B, vào xylanh chứa trong phần

hình trụ dưới

Chuyển động xoay tròn của piston xảy ra đồng thời với chuyển động tịnh tiến, khi rãnh dọc áp vào lỗ đến vòi phun nào thì lỗ đó được nhận nhiên liệu cao áp Để điều chỉnh lượng nhiên liệu chu kỳ, người ta thay đổi vị trí của vành điều lượng (12), nếu mặt trong của vành điều lượng (12) che kín lỗ C thì không có nhiên liệu cao áp thoát ra ngoài Khi piston chuyển động đi lên, đến một lúc nào đó mép dưới làm hở lỗ C, lúc đó nhiên liệu cao áp từ đỉnh piston theo lỗ dọc, xuống lỗ C thoát ra ngoài Khi đó áp suất trong xylanh giảm đột ngột, quá trình phun nhiên liệu chấm dứt Khi nâng vành điều lượng (12) lên thì mép dưới sớm mở lỗ C, nhờ vậy giảm lượng nhiên liệu cung cấp

Ưu, nhược điểm của hệ thống này:

- Ưu điểm:

+ So với bơm bộ thì ưu điểm chính của bơm phân phối là: Nhỏ, nhẹ, ít ồn + Vì ở hệ thống này bơm phân phối dùng một bộ đôi định lượng duy nhất chung cho mọi xylanh động cơ nên có thể đảm bảo độ đồng đều và chính xác về số lượng, thời điểm và quy luật cung cấp nhiên liệu vào các xylanh động cơ

- Nhược điểm:

+ Để mà đảm bảo được độ đồng đều, chính xác về số lượng, thời điểm và quy luật cung cấp nhiên liệu vào các xylanh động cơ thì yêu cầu bộ đôi định lượng chế tạo chính xác, đòi hỏi phải có nghành công nghệ cao

+ Khó vận hành

- Phạm vi ứng dụng: Vì bơm phân phối có kết cấu gọn nhẹ, làm việc với độ chính xác cao nên ngày nay người ta thường áp dụng hệ thống này trên những động cơ cao tốc nhỏ, đặc biệt là ở các loại xe tải nhỏ và xe du lịch

1.3.3 Hệ thống nhiên liệu Common Rail

1

2 3

Hình 1-7 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Common Rail [10]

1- Thùng chứa nhiên liệu; 2- Bơm chuyển nhiên liệu; 3- Lọc nhiên liệu; 4- Van điều khiển áp suất; 5-Bơm cao áp; 6- Van cắt nhiên liệu; 7- Ống phân phối; 8- Cảm biến

áp suất; 9- Van giới hạn áp suất; 10- Đường dầu cao áp đến vòi phun; 11- Vòi phun; 12- Piston; 13- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 14- Cảm biến trục khuỷu; 15- ECU; 16- Đường dầu về

Nhiên liệu từ thùng chứa được bơm chuyển nhiên liệu (2) đẩy qua bầu lọc nhiên liệu (3), sau đó tiếp tục được bơm cao áp (5) nén tới một áp suất nhất định và được đưa vào một ống chung hay bộ tích lũy áp suất 7 (có các đường ống dẫn đến các vòi phun nên còn gọi là ống phân phối) Ở một thời điểm nào đó, ứng với một vị trí ga, trong bộ tích lũy áp suất được giữ ở một giá trị xác định nhờ van giới hạn áp suất (9) và van cắt nhiên liệu (6) đặt ở bơm cao áp Van này được điều khiển bởi ECU (Electronic Control Unit) theo tín hiệu của vị trí bàn đạp ga và các cảm biến khác Các vòi phun được điều khiển phun nhờ ECU theo một chương trình đã xác định được xử lý theo sự điều khiển của người lái và tín hiệu từ các cảm biến

* Ưu điểm của hệ thống nhiên liệu này:

- Độ tin cậy cao, điều khiển chính xác lượng phun: do nó kiểm soát được trạng thái

của động cơ, trạng thái nhiên liệu đưa vào Vì thế mà lượng phun chính xác hơn

- Giảm thải ô nhiễm khói xả: Áp suất phun của Common Rail rất cao nên làm cải thiện được quá trình cháy mà thực tế làm giảm bớt lượng phát thải khói đen Xa hơn nữa, nó làm giảm lượng phát thải ô nhiễm là nhờ giai đoạn phun sơ khởi và phun hỗn hợp

- Tính kinh tế nhiên liệu (tiết kiệm nhiên liệu) do: Áp suất phun lớn giúp hòa khí cháy tốt hơn Mặt khác do điều khiển chính xác lượng nhiên liệu cần cung cấp vì thế nên kiểm soát tốt về lượng phun và áp suất phun

- Công suất tăng: Với Common Rail, áp suất phun có thể cho nhiều bộ phận được chọn lựa tự do và độc lập với tình trạng làm việc của động cơ Ý nghĩa này moment động cơ có thể được gia tăng trong vùng tốc độ thấp, một thực tế là nó thực hiện

đóng góp chính làm gia tăng tính linh hoạt của ô tô dùng động cơ diesel

- Giảm tiếng ồn động cơ vì: Kiểm soát được tốc độ cháy, kiểm soát được lượng cung cấp không đồng đều giữa các xylanh

- Không cần sử dụng bộ điều tốc vì: lượng phun được kiểm soát nhờ cảm biến tốc độ Khi tốc độ động cơ mà vượt quá tốc độ giới hạn cho phép thì cảm biến tốc

độ sẻ gưởi tín hiệu về ECU để cắt nhiên liệu giảm tốc độ

Tuy nhiên, HTNL Common Rail còn các tồn tại là:

- Thiết kế và chế tạo phức tạp, đòi hỏi có nghành công nghệ cao

- Giá thành cao

- Khó xác định và lắp đặt các chi tiết Common Rail trên động cơ cũ

Phạm vi ứng dụng: Hệ thống nhiên liệu common Rail chủ yếu được lắp trên các

ôtô lắp động cơ diesel hiện đại ngày nay như: Mercedes-Ben E320 Bluetec; Mitsubitshi Pajero; Toyota Fortuner…

2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ D1146TI

Động cơ D1146TI là đông cơ diesel 4 kỳ, 6 xylanh thẳng hàng, phun trực tiếp, được tăng áp và làm mát trung gian do hãng DAEWOO sản xuất có hiệu quả kinh tế và hiệu suất cao Động cơ được sử dụng chủ yếu trên ôtô khách và ôtô tải

Nó thỏa mãn các yêu cầu như: tiếng ồn thấp, tiết kiệm nhiên liệu, tốc độ động cơ cao, và đảm bảo độ bền

Động cơ D1146TI là loại động cơ có buồng cháy khoét lõm trên đầu piston dạng ômêga Đặc điểm của buồng cháy dạng  là tạo được dòng xoáy tiếp tuyến của khí nạp và dòng xoáy hướng kính của không khí chèn khi nén, kết hợp với vòi phun nhiều lỗ để tạo ra hòa khí tốt Vòi phun của động cơ được đặt trên nắp xylanh hướng vào phía giữa đỉnh piston để phun trực tiếp nhiên liệu vào buồng cháy Loại đỉnh piston này có khuyết điểm là diện tích chịu nhiệt rất lớn, trọng lượng phần đầu piston nặng và khó giải quyết vấn đề chịu nhiệt của xécmăng, nhất là xécmăng thứ nhất Tuy nhiên loại đỉnh có buồng cháy trên đỉnh piston có chỉ tiêu kinh tế cao

2.1 CÁC ĐẶC ĐIỂM, THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ D1146TI

Bảng 2 – 1 Thông số kỹ thuật động cơ DAEWOO D1146TI.[5]

Kiểu động cơ: 4 kỳ, kiểu làm mát bằng nước, tăng áp và

làm mát trung gian

Công suất cực đại / Số vòng quay 158 [KW] / 2300 [Vg/ph]

Mômen cực đại / Số vòng quay 82 [kg.m] / 1200 [Vg/ph]

Khối lượng động cơ [kg] 745

Thứ tự làm việc của xylanh 1 - 5 - 3 - 6 - 2 - 4

Góc phun sớm nhiên liệu 9o

Áp suất phun nhiên liệu [kg/cm2

] 214

Áp suất nén / Số vòng quay 28[kg/cm2] / 200 [Vg/ph]

Phương pháp bôi trơn Bôi trơn cưỡng bức

Loại bơm dầu Bơm bánh răng, dẫn đông từ trục khuỷu

động cơ

Phương pháp làm mát Làm mát bằng nước, chu trình kín

Kiểu máy nén khí - dung tích [cc] Dẫn động bằng đai - 220

Điện áp máy khởi động - Công suất 24 [V] - 4,5 [KW]

Mặt cắt ngang của động cơ D1146TI

1- Bình lọc dầu; 2- Trục khuỷu; 3- Thùng dầu; 4- Thanh truyền;

5- Bơm cao áp; 6- Piston; 7- Bình lọc nhiên liệu; 8- Vòi phun;

9- Đường ống nạp; 10- Bộ làm mát khí nạp; 11- Đường ống thải;

12- Tuabin tăng áp; 13- Trục cam; 14- Bộ làm mát dầu; 5- Các te

Mặt cắt dọc của động cơ D1146TI

13 14

15

Hình 2-2 Mặt cắt dọc động cơ

1- Bơm nước; 2- Xupáp nạp; 3- Xupáp xả; 4- Máy nén khí; 5- Bình lọc

khí; 6- Nắp động cơ; 7- Đầu xylanh; 8- Thân xylanh; 9- Hộp bánh đà;

10- Trục cam; 11- Bánh đà; 12- Trục khuỷu; 13- Ống hút dầu;

14- Bơm dầu; 15- Puly dẫn động

2.2 ĐẶC ĐIỂM CÁC CỤM CHI TIẾT VÀ CƠ CẤU CỦA ĐỘNG CƠ D1146TI

2.2.1 Nhóm piston

Trong nhóm piston gồm piston, xécmăng, chốt piston và vòng hãm chốt piston Piston là một chi tiết quan trọng của động cơ, cùng với xylanh và nắp xylanh tạo thành buồng cháy Điều kiện làm việc của piston là rất khắc nghiệt, trong quá trình làm việc của động cơ, piston chịu lực rất lớn, chịu áp suất và nhiệt độ rất cao

và ma sát mài mòn lớn

Trong quá trình làm việc của động cơ, nhóm piston có các nhiệm vụ chính sau:

 Đảm bảo bao kín buồng cháy, giữ cho không khí cháy trong buồng cháy không lọt xuống cácte và ngăn không cho dầu nhờn từ hộp trục khuỷu sục lên buồng cháy

 Tiếp nhận lực khí thể sinh ra do quá trình cháy nổ và truyền tới thanh truyền để làm quay trục khuỷu, nén khí trong quá trình nén, đẩy khí thải trong quá trình thải và hút khí nạp mới trong quá trình nạp

3

1

4 5

2

Hình 2-3 Nhóm piston

1- Chốt piston; 2- Vòng hãm; 3- Xécmăng dầu;

4- Xécmăng khí thứ hai; 5- Xécmăng khí thứ nhất

Piston của động cơ D1146TI được chế tạo bằng hợp kim nhôm, trên piston được bố trí hai xécmăng khí và một xécmăng dầu Đường kính của piston: D = 111 [mm] Hành trình piston: S = 139 [mm]

Đỉnh piston có dạng lõm kiểu ômêga Khi động cơ làm việc đầu piston nhận phần lớn nhiệt lượng do khí cháy truyền cho nó (khoảng 70  80%) và nhiệt lượng này truyền vào xécmăng thông qua rãnh xécmăng, rồi đến nước làm mát động cơ

Ngoài ra trong quá trình làm việc piston còn được làm mát băng cách phun dầu vào phía dưới đỉnh piston

Thân piston làm nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động trong xylanh,

là nơi chịu lực ngang N và là nơi để bố trí bệ chốt piston Trên bệ chốt có các gân

để tăng độ cứng vững

Chân piston có dạng vành đai để tăng độ cứng vững cho piston Trên chân piston người ta cắt bỏ một phần khối lượng nhằm giảm lực quán tính cho piston nhưng không ảnh hưởng đến độ cứng vững của nó

Chốt piston là chi tiết dùng để nối piston với đầu nhỏ thanh truyền, nó truyền lực khí thể từ piston qua thanh truyền để làm quay trục khuỷu Trong quá trình làm việc chốt piston chịu lực khí thể và lực quán tính rất lớn, các lực này thay đổi theo chu kỳ và có tính chất va đập mạnh Đường kính chốt piston bằng 42 [mm], có dạng hình trụ rỗng Chốt piston được lắp với piston và đầu nhỏ thanh truyền theo kiểu lắp

tự do Khi làm việc chốt piston có thể xoay tự do trong bệ chốt piston và bạc lót của đầu nhỏ thanh truyền, trên đầu nhỏ thanh truyền và trên bệ chốt piston có lổ để đưa dầu vào bôi trơn chốt piston

Xécmăng khí được lắp trên đầu piston có nhiệm vụ bao kín buồng cháy, ngăn không cho khí cháy từ buồng cháy lọt xuống cácte Trong động cơ, khí cháy

có thể lọt xuống cácte theo ba đường: Qua khe hở giữa mặt xylanh và mặt công tác (mặt lưng xécmăng); qua khe hở giữa xécmăng và rãnh xécmăng; qua khe hở phần miệng xécmăng Xécmăng dầu có nhiệm vụ ngăn dầu bôi trơn sục lên buồng cháy,

và gạt dầu bám trên vách xylanh trở về cácte, ngoài ra khi gạt dầu xécmăng dầu cũng phân bố đều trên bề mặt xylanh một lớp dầu mỏng Điều kiện làm việc của xécmăng rất khắc nghiệt, chịu nhiệt độ và áp suất cao, ma sát mài mòn nhiều và chịu ăn mòn hoá học của khí cháy và dầu nhờn

2.2.2 Thanh truyền

Thanh truyền là chi tiết dùng để nối piston với trục khuỷu và biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu Khi làm việc thanh truyền chịu tác dụng của: Lực khí thể trong xylanh, lực quán tính của nhóm piston và lực quán tính của bản thân thanh truyền Thanh truyền có cấu tạo gồm 3 phần: Đầu nhỏ, thân và đầu to

Đầu nhỏ thanh truyền dùng để lắp với chốt piston có dạng hình trụ rỗng, trên đầu nhỏ có rãnh hứng dầu để bôi trơn bạc lót và chốt piston phía trên đầu nhỏ có một vấu lồi lên khoảng 5 [mm] để điều chỉnh trọng lượng và trọng tâm của thanh truyền Khi làm việc chốt piston có thể xoay tự do trong đầu nhỏ thanh truyền

Thân thanh truyền có tiết diện chữ I Chiều rộng của thân thanh truyền tăng dần từ đầu nhỏ lên đầu to mục đích là để phù hợp với quy luật phân bố của lực quán tính tác dụng trên thân thanh truyền trong mặt phẳng lắc

Đầu to thanh truyền có dạng hình trụ rỗng Đầu to được chia thành hai nửa, theo mặt nghiêng 45o nhằm giảm kích thước đầu to thanh truyền mà vẫn tăng đươc đường kính chốt khuỷu, nửa trên đúc liền với thân, nửa dưới rời ra làm thành nắp đầu to thanh truyền Hai nửa này được liên kết với nhau bằng bulông thanh truyền

Trên đầu to thanh truyền có lắp bạc lót để giảm độ mài mòn cho chốt khuỷu, bạc lót đầu to thanh truyền cũng làm thành hai nửa, khi bạc lót bị mòn thì được thay thế bằng bạc lót mới Trên bạc lót có lỗ và rãnh để dẫn dầu bôi trơn và các vấu chống xoay, khi lắp ghép các vấu này bám vào các rãnh trên đầu to

Hình 2-4 Thanh truyền

1- Bạc lót; 2- Thân thnh truyền; 3- Nắp đầu to;

4- Bu lông đầu to thanh truyền; 5- Chốt piston

2.2.3 Trục khuỷu

Trục khuỷu có nhiệm vụ tiếp nhận lực tác dụng trên piston truyền qua thanh truyền và biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục để đưa công suất ra ngoài trong chu trình sinh công của động cơ (tiếp nhận lưc khí thể truyền từ piston xuống tạo momen quay cho động cơ) và ngược lại nhận năng lượng

từ bánh đà sau đó truyền qua thanh truyền, piston thực hiện quá trình nén cũng như trao đổi khí

Trong quá trình làm việc, trục khuỷu chịu tác dụng của lực khí thể và lực quán tính, các lực này có trị số rất lớn và thay đổi theo chu kỳ Các lực tác dụng gây

ra ứng suất uốn và xoắn trục, đồng thời còn gây ra hiện tượng dao động dọc và dao động xoắn, làm động cơ rung động, mất cân bằng

Kết cấu của một trục khuỷu gồm có: Cổ trục khuỷu, chốt khuỷu, má khuỷu, đối trọng Ngoài ra trên trục khuỷu còn có đường ống dẫn dầu bôi trơn, chốt định vị, các bánh răng dẫn động trục cam, bơm đầu bôi trơn và puly dẫn động quạt gió, máy nén khí

Hình 2-5 Trục khuỷu động cơ D1146TI

1- Cổ trục khuỷu; 2- Chốt khuỷu; 3- Má khuỷu

Đầu trục khuỷu được lắp bộ giảm dao động xoắn và các bánh răng dẫn động bơm dầu bôi trơn, bơm nước, bơm cao áp, bánh đai (puly) dẫn động các cơ cấu phụ như quạt gió, máy nén Bộ giảm dao động xoắn có tác dụng thu năng lượng sinh ra

do các mômen kích thích trong hệ trục khuỷu do đó dập tắt dao động gây ra bởi các mômen đó

Chốt khuỷu là bộ phận dùng để nối với đầu to thanh truyền Đường kính chốt khuỷu: dch = 71 [mm] Để giảm độ mài mòn, tăng tuổi thọ cho chốt khuỷu người ta dùng bạc khi lắp chốt khuỷu với đầu to thanh truyền

Cổ trục khuỷu dùng để lắp trục khuỷu trên thân máy và cho phép trục khuỷu chuyển động quay Trục khuỷu động cơ D1146TI có 7 cổ trục, Đường kính cổ khuỷu: dck = 84 [mm] Khi lắp cổ trục vào hộp trục khuỷu người ta dùng bạc lót để giảm mài mòn

Má khuỷu là bộ phận nối liền cổ trục chính và chốt khuỷu Trên má khuỷu người

ta có gắn các đối trọng có tác dụng cân bằng mômen quán tính cho trục khuỷu

Đuôi trục khuỷu được lắp với bánh đà Để tránh dầu bôi trơn trong cácte động cơ rò ra ngoài ở đầu và đuôi trục khuỷu người ta có lắp các phớt chặn dầu Đối trọng lắp trên khuỷu có tác dụng: Cân bằng momen lực quán tính không cân bằng động cơ chủ yếu là lực quán tính ly tâm; Giảm phụ tải cho cổ trục

2.2.4 Bánh đà

Bánh đà có công dụng là đảm bảo tốc độ quay của trục khuỷu đồng đều Trong quá trình làm việc của động cơ, bánh đà tích trữ năng lượng dư trong hành trình sinh công để bù đắp phần năng lượng thiếu hụt trong các hành trình tiêu hao công làm cho trục khuỷu quay đều hơn qua đó giúp động cơ làm việc ổn định hơn

Ngoài ra bánh đà còn có tác dụng là nơi đặt vành răng khởi động Vành răng này được gắn chặt lên vành nối bánh đà Khi khởi động vành răng này ăn khớp với bánh răng của máy khởi động Bánh đà còn là bề mặt làm việc không thể thiếu được của bộ ly hợp Là nơi ghi các ký hiệu như: ĐCT, ĐCD, góc phun sớm, đánh lửa sớm

2.2.5 Thân máy và nắp xylanh

Thân máy và nắp xylanh là những chi tiết cố định, có khối lượng lớn và kết cấu phức tạp Hầu hết các cơ cấu và hệ thống của động cơ đều được lắp trên thân máy và nắp xylanh

Thân máy động cơ D1146TI có 6 xylanh thẳng hàng, được lắp lót xylanh khô, khi lót xylanh bị mòn có thể tháo ra để thay thế Đường kính lót xylanh là: D =

111 [mm] được gia công đạt độ chính xác và độ bóng cao Trong thân máy được bố trí các áo nước làm mát bao bọc xung quanh các xylanh

Có 7 ổ đỡ trục khuỷu trong thân máy, các ổ đỡ trục khuỷu được đúc liền với các vách ngăn trên thân máy, và các nắp ổ trục chế tạo rời, khi lắp ráp dùng bulông

để siết chặt

Nắp xylanh có vai trò cùng với xylanh và piston tạo thành buồng cháy Nhiều bộ phận của động cơ được lắp trên nắp xylanh như: vòi phun, cụm xupap, các đường ống nạp, thải, đường nước làm mát, đường dầu bôi trơn

Mỗi nắp xylanh của động cơ D1146TI được dùng để lắp cho hai xylanh Trên nắp xylanh được bố trí các đế xupap và đường ống nạp và thải cho hai xylanh của động cơ Bề mặt lắp ráp với thân máy được gia công chính xác và được bắt chặt với thân máy bằng bulông và êcu chịu lực Giữa thân động cơ và nắp máy có một roăng làm kín bề mặt lắp ghép

Vòi phun được lắp từ phía trên của nắp xylanh và có roăng làm kín để đảm bảo làm kín buồng cháy, chiều dày của roăng làm kín bằng 3 [mm]

Hình 2-6 Nắp xylanh của động cơ D1146TI

2.2.6 Cơ cấu phân phối khí

Cơ cấu phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi môi chất công tác trong động cơ, thải sạch khí thải ra ngoài trong kỳ thải và nạp đầy khí nạp mới vào xylanh động cơ trong kỳ nạp Cơ cấu phân phối khí cần đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Đóng mở đúng thời gian quy định

+ Độ mở lớn để dòng khí dễ lưu thông

+ Khi đóng phải đóng kín, xupap thải không tự mở trong quá trình nạp + Ít mòn, tiếng ồn nhỏ

+ Dễ điều chỉnh và sửa chữa, giá thành chế tạo thấp

Động cơ D1146TI có cơ cấu phân phối khí loại dùng xupap treo Cách bố trí này tạo cho buồng cháy có kích thước nhỏ gọn, giảm được tổn thất nhiệt, dễ dàng

bố trí đường nạp và đường thải, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thải sạch và nạp đầy Hiện nay trên động cơ diesel chỉ dùng phương án bố trí xupap này Tuy vậy nhược điểm của phương pháp bố trí xupap treo là dẫn động xupap phức tạp, làm tăng chiều cao động cơ, và khí bố trí xupap treo thì làm kết cấu của nắp xylanh phức tạp

Hình 2-7 Kết cấu các chi tiết trong cơ cấu phối khí

Mỗi xylanh của động cơ được bố trí hai xupap.Một xupap nạp và một xupap

xả, các xupap được đặt xen kẻ nhau Đường nạp và đường thải được bố trí về hai phía của động cơ, do đó giảm được sự sấy nóng không khí nạp Trục cam được bố trí trong hộp trục khuỷu, được dẫn động từ trục khuỷu thông qua cơ cấu bánh răng Xupap được dẫn động gián tiếp qua con đội, đũa đẩy, và đòn bẩy

Đũa đẩy là một thanh thép nhỏ hình trụ dùng để truyền lực từ con đội đến đòn bẩy Hai đầu tiếp xúc với con đội và cò mổ

Cò mổ nhận lực từ đũa đẩy và truyền đến xupap Đầu tiếp xúc với đũa đẩy

có vít để điều chỉnh khe hở nhiệt cho xupap

Xupap là chi tiết có điều kiện làm việc khắc nghiệt Khi làm việc nấm xupap chịu tải trọng động và tải trọng nhiệt rất lớn nên yêu cầu nấm xupap phải có độ cứng vững cao

Động cơ D1146TI dùng xupap có đáy bằng, mặt làm việc quan trọng của xupap là mặt côn, xupáp nạp có mặt côn này nghiêng một góc 0

30



 , còn xupap thải thì có mặt côn nghiêng một góc 0

45



 Mặt làm việc được gia công rất kỹ và được mài rà với đế xupap Thân xupap dùng để dẫn hướng cho xupap, đường kính thân xupap nạp và thải đều bằng 9 [mm] Khi làm việc thân xupap trượt dọc theo ống dẫn hướng xupap, ống dẫn hướng xupap gắn chặt với nắp máy Đuôi xupap có một rãnh hãm hình trụ để lắp ghép với đĩa lò xo, đĩa lò xo được lắp với xupap bằng hai móng hãm hình côn, mặt trên của đuôi xupap được tôi cứng để tránh mòn

Để giảm hao mòn cho thân máy và nắp xylanh khi chịu lực va đập của xupap, người ta dùng đế xupap ép vào họng đường thải và đường nạp Đế xupap là một vòng hình trụ, trên đó có vát mặt côn để tiếp xúc với mặt côn của nấm xupap, mặt côn trên đế xupap thường lớn hơn mặt côn trên nấm xupap khoảng (0,5  10

), mặt ngoài của đế xupap có dạng hình trụ trên có tiện rãnh đàn hồi để lắp cho chắc

Để đảm bảo cho xupap ép chặt vào đế xupap thì giữa xupap và đòn bẫy phải có một khe hở nhất định gọi là khe hở nhiệt

Lò xo xupap dùng để đóng kín xupap trên đế xupap và đảm bảo xupap chuyển động theo đúng quy luật của cam phân phối khí, do đó trong quá trình mở đóng xupap không có hiện tượng va đập trên mặt cam Ở động cơ D1146TI dùng một lò xo trên xupap nạp, và hai lò xo lồng vào nhau trên xupap thải

Trục cam dùng để dẫn động xupap đóng mở theo quy luật nhất định Trục cam bao gồm các phần cam nạp, cam thải và các cổ trục, các cam được làm liền với trục Với động cơ bôn kỳ một hàng xylanh, góc lệch 1 giữa hai đỉnh cam cùng tên

của hai xylanh làm việc kế tiếp nhau bằng một nửa góc công tác k của hai xylanh đó

2.3 CÁC HỆ THỐNG TRÊN ĐỘNG CƠ D1146TI

Các hệ thống chính trên động cơ D1146TI bao gồm: Hệ thống làm mát; Hệ thống bôi trơn; hệ thống tăng áp

cơ Hệ thống làm mát động cơ có nhiệm vụ thực hiện quá trình truyền nhiệt từ khí cháy qua thành buồng cháy rồi đến môi chất làm mát để đảm bảo cho nhiệt độ của các chi tiết không quá nóng nhưng cũng không quá nguội Động cơ quá nóng sẽ gây

ra các hiện tượng xấu như đã nói, còn quá nguội tức là động cơ được làm mát quá nhiều vì vậy tổn thất nhiệt cho nước làm mát nhiều, nhiệt lượng dùng để sinh công

ít do đó hiệu suất nhiệt của động cơ thấp, ngoài ra do nhiệt độ động cơ thấp ảnh hưởng đến chất lượng dầu bôi trơn, độ nhớt của dầu bôi trơn tăng, dầu nhờn khó lưu động vì vậy làm tăng tổn thất cơ giới và tổn thất ma sát, ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và công suất động cơ

Động cơ D1146TI có hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn cưỡng bức, kiểu kín, nước tuần hoàn trong hệ thống nhờ bơm ly tâm được dẫn động từ trục khuỷu

Hình 2-8 Sơ đồ khối hệ thống làm mát của động cơ D1146TI

Dung dịch nước làm mát từ thân động cơ lên nắp xylanh qua các ống dẫn đến van điều nhiệt Nước từ van điều nhiệt được chia ra thành hai dòng: một qua két làm mát và một quay trở về bơm Nước sau khi qua két làm mát thì theo đường ống dẫn

đi làm mát dầu sau đó qua bơm rồi tuần hoàn trở lại động cơ Ở đây nếu nhiệt độ nước làm mát thấp hơn so với nhiệt độ mở của van điều nhiệt thì van điều nhiệt đóng, không cho nước qua két làm mát, nước được luân chuyển tuần hoàn trở về bơm, và nếu nhiệt độ nước làm mát cao hơn so với nhiệt độ mở của van điều nhiệt thì van điều nhiệt mở, nước sẽ đi qua két nước làm mát

Van điều nhiệt duy trì một nhiệt độ không đổi của dung dịch nước làm mát

và cải thiện hiệu suất nhiệt của động cơ bằng cách giảm sự tổn hao do mất nhiệt Nguyên lý hoạt động của van hằng nhiệt: Khi nhiệt độ nước làm mát còn thấp, nhỏ hơn nhiệt độ mở của van (khi động cơ mới khởi động) thì van đóng và không cho nước qua két làm mát mà tuần hoàn trở về bơm Khi nhiệt độ nước làm mát tăng cao đến nhiệt độ bắt đầu làm việc của van thì van bắt đầu mở cho nước đi qua két làm mát và khi nhiệt độ nước làm mát càng tăng cao thì van mở càng rộng Van hằng nhiệt bắt đầu làm việc khi nhiệt độ khoảng 83oC và bắt đầu mở rộng hơn ở nhiệt độ 950C

Két làm mát dùng để hạ nhiệt độ của nước từ động cơ ra rồi lại đưa trở vào làm mát động cơ Két làm mát gồm có ba phần: ngăn trên chứa nước nóng, ngăn dưới chứa nước đã được làm nguội và dàn ống truyền nhiệt nối ngăn trên với ngăn dưới Phía sau két nước được bố trí quạt gió

Quạt gió dùng để tăng tốc độ lưu động của không khí đi qua két tản nhiệt làm hiệu quả làm mát cao hơn Quạt có đường kính: 700 [mm], số cánh: 8, được dẫn động bằng dây cu-roa từ trục khuỷu

2.3.2 Hệ thống bôi trơn

Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ đưa đầu đến bôi trơn các bề mặt ma sát, làm giảm tổn thất ma sát, làm mát ổ trục, tẩy rửa các bề mặt ma sát và bao kín khe hỡ giữa piston với xylanh, giữa xecmăng với piston Loại dầu bôi trơn sử dụng trên động cơ D1146TI là loại dầu mác SAE 15W40

Hệ thống bôi trơn của động cơ D1146TI dùng phương pháp bôi trơn cưỡng bức cácte ướt Các bộ phận chủ yếu của hệ thống bôi trơn gồm: Cácte, bơm dầu nhờn, bầu lọc dầu, két làm mát dầu, các đường ống dẫn, các van bảo vệ và đồng hồ báo Các thông số của hệ thống bôi trơn động cơ

Áp suất dầu trong hệ thống: 4,6 [Kg/cm2]

Nhiệt độ max: 105 [o

Két làm

Đường dầu chính

Bạc lót thanh truyền

Trụ đòn bẩy

Trục cò mổ

Cò mổ

Trục cam

Van bảo vệ 1,3 bar

Van bảo vệ 4,6 bar

Hình 2-9 Sơ đồ hệ thống bôi trơn

Dầu bôi trơn chứa trong câcte được bơm dầu hút qua phao hút đi đến bầu lọc dầu Tại bầu lọc, dầu bôi trơn được lọc sạch tạp chất vă tâch nước Sau đó dầu được đẩy văo đường dầu chính trong thđn động cơ đi đến bôi trơn câc bề mặt ma sât Từ đường dầu chính dầu được dẫn văo bôi trơn câc cổ trục khuỷu, rồi từ cổ trục khuỷu dầu theo lỗ dầu trong trục khuỷu đến bôi trơn câc chốt khuỷu Trín đường dầu chính còn có câc đường dầu đi bôi trơn trục cam vă cơ cấu phđn phối khí Ngoăi ra,

để bôi trơn bề mặt lăm việc của xylanh - piston vă lăm mât piston, người ta bố trí một vòi phun dầu từ đường dầu chính cho mỗi xylanh - piston động cơ, âp suất phun được điều khiển bằng một van lăm việc với âp suất 1,3 [bar] Trín đường dầu chính người ta còn bố trí đồng hồ đo âp suất dầu vă cảm biến nhiệt độ

Khi nhiệt độ dầu lín cao quâ 80 [oC], độ nhớt của dầu giảm sút, van kĩt lăm mât dầu sẽ mở cho dầu đi qua kĩt lăm mât Khi bầu lọc dầu bị tắc thì van an toăn sẽ

mở để cho dầu đi thẳng văo đường dầu chính Trín đường dầu chính người ta mắc 1 van lăm việc ở âp suất 4,6 [bar], van năy có tâc dụng đảm bảo cho âp suất của dầu bôi trơn trong hệ thống có trị số không đổi

Bầu lọc dầu dùng trín động cơ lă loại bầu lọc thấm dùng lõi lọc bằng giấy

Bơm dầu nhờn có tác dụng tạo nên dòng chảy tuần hoàn có áp suất cao trong

hệ thống Động cơ D1146TI dùng bơm dầu kiểu bơm bánh răng, được dẫn động từ trục khuỷu thông qua hệ thống bánh răng dẫn động

2.3.3 Hệ thống tăng áp

Hệ thống tăng áp trên động cơ D1146TI là loại tăng áp kiểu tuabin khí, được làm mát trung gian Bộ tuabin tăng áp gồm hai phần chính là tuabin và máy nén khí, cùng với các cơ cấu phụ khác như bạc đỡ trục, thiết bị bao kín, hệ thống bôi trơn và làm mát

Hình 2-10 Sơ đồ tăng áp tuabin khí [5]

Nguyên lý làm việc: Tuabin và máy nén được lắp trên cùng một trục Máy nén được dẫn động bởi tuabin khí, khí thải của động cơ theo đường ống dẫn đi tới tuabin làm quay các cánh tuabin thực hiện sinh công cơ học có ích, sau đó đi qua đường ống thải ra ngoài Không khí từ ngoài trời qua máy nén được nén tới áp suất

pk rồi vào xylanh động cơ trong kỳ nạp của động cơ

Tuabin tăng áp trên động cơ là loại tuabin tăng áp hướng kính

Hình 2-11 Kết cấu tuabin - máy nén [5]

1- Vỏ máy nén; 2- Vỏ tuabin; 3- Thân tuabin máy nén;

4- Bánh công tác máy nén; 5- Bánh công tác tuabin

Nguyên lý làm việc tuabin hướng kính: Sản vật cháy với áp suất PT, nhiệt độ

TT và tốc độ CT đi vào vỏ tuabin C tới vành miệng phun B Vành miệng phun là những đường thông có tiết diện giảm dần từ cửa vào đến cửa ra làm cho sản vật cháy được giãn nở và tăng tốc khi qua vành miệng phun Trong miệng phun một phần áp năng của sản vật cháy được chuyển thành động năng Khi ra khỏi miệng phun, dòng khí được chảy theo 1 góc 1 (1 = 14 150), lúc ấy áp suất sản vật cháy

từ PT giảm xuống P1, nhiệt độ từ TT giảm xuống T1 đồng thời tốc độ dòng khí từ CTtăng lên C1 Với tốc độ C1 dòng khí đi vào bánh công tác đang quay theo tốc độ U1tạo nên tốc độ tương đối W1 của dòng khí vào rãnh của bánh công tác Sản vật cháy tiếp tục giãn nở trong rãnh thông từ hướng kính chuyển sang hướng trục, truyền động năng cho các cánh để chuyển thành công làm quay bánh công tác Khi ra khỏi bánh công tác, sản vật cháy có áp suất P2, nhiệt độ T2, tốc độ tuyệt đối C2 và theo đường ống dẫn thải ra ngoài

Máy nén dùng để tăng áp cho động cơ có nhiệm vụ biến đổi cơ năng thành năng lượng của dòng khí tạo ra áp suất nào đó để cung cấp vào xylanh động cơ Loại máy nén trên đông cơ D1146TI là loại máy nén ly tâm

3 KHẢO SÁT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ D1146TI

3.1 NHIỆM VỤ, YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ D1146TI

Hệ thống nhiên liệu động cơ D1146Ti có nhiệm vụ sau:

Chứa nhiên liệu dự trữ, đảm bảo cho động cơ hoạt động liên tục trong một khoảng thời gian quy định

Lọc sạch nước và các tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu

Cung cấp lượng nhiên liệu cần thiết cho mỗi chu trình ứng với chế độ làm việc quy định của động cơ D1146Ti

Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xylanh theo trình tự làm việc (1-5-3-6-2-4) của động cơ D1146Ti

Cung cấp nhiên liệu vào xylanh động cơ D1146Ti đúng lúc theo một quy luật đã định Phun tơi và phân bố đều hơi nhiên liệu trong thể tích môi chất trong buồng cháy Yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu của động cơ D1146Ti:

Hoạt động lâu bền và có độ tin cậy cao

Dễ dàng và thuận tiện trong sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa

Dễ chế tạo, giá thành chế tạo rẻ

3.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ D1146TI

3.2.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ D1146TI

Hình 3-1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ D1146TI

1- Bulông xả khí; 2- Bầu lọc nhiên liệu; 3, 5, 6,10,11- Ống dẫn nhiên

liệu; 4- Vòi phun; 7- Van tràn; 8- Bơm cao áp; 9- Bơm chuyển; 12-

Thùng chưa nhiên liệu; 13- Bulông xả nước

3.2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu động cơ D1146TI

Bơm chuyển nhiên liệu 9 hút nhiên liệu từ thùng chứa 12, sau đó đẩy tới bầu lọc tinh 2 Tại bầu lọc tinh nhiên liệu được lọc sạch tạp chất, sau đó nhiên liệu theo đường ống 3 tới bơm cao áp 8 Bơm cao áp tạo cho nhiên liệu một áp suất đủ lớn theo đường ống cao áp 6 đến vòi phun 4 cung cấp cho xylanh động cơ

Nhiên liệu rò qua khe hở trong thân kim phun của vòi phun và trong các tổ bơm cao áp được theo đường ống dẫn 5 và 11 trở về thùng chứa

Nhiên liệu đi vào trong xylanh bơm cao áp không được lẫn không khí vì không khí sẽ làm cho hệ số nạp của các tổ bơm không ổn định, thậm chí có thể làm gián đoạn quá trình cấp nhiên liệu Không khí lẫn trong hệ thống nhiên liệu có thể là

do không khí hòa tan trong nhiên liệu tách ra khi áp suất thay đổi đột ngột, cũng có thể do khí trời lọt vào do đường ống không kín, đặc biệt là ở những khu vực mà áp suất nhiên liệu thấp hơn áp suất khí trời Để xả không khí ra khỏi hệ thống nhiên liệu trên bầu lọc, trên vòi phun và trên bơm cao áp có bulông xả khí

3.3 KHẢO SÁT CÁC CỤM CHI TIẾT CHÍNH CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ D146TI

3.3.1 Bơm cao áp

Bơm cao áp là một thiết bị rất quan trọng của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel Bơm cao áp có nhiệm vụ cung cấp lượng nhiên liệu cần thiết cho mỗi chu trình ứng với chế độ làm việc quy định của đông cơ, và phân phối nhiên liệu đồng đều vào các xylanh theo trình tự làm việc của động cơ

Bơm cao áp dùng trên hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ D1146TI là bơm Bosch KD-PE6AD100B412RS2, là loại bơm cao áp thẳng hàng có 6 tổ bơm, mỗi tổ bơm đảm nhận việc cung cấp nhiên liệu cho một xylanh nhất định, điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình bằng van piston Được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ qua bánh răng trung gian với tốc độ quay giảm đi một nửa so với tốc độ của động cơ

1 2 3 4 5 6

18

17 16

15 14 13 12 11 10

7 8 9

Hình 3-2 Bơm cao áp [1]

1- Trục cam bơm; 2- Con lăn; 3- Con đôi; 4 - Piston; 5- Ống xoay; 6- Xylanh; 7- Đế van cao áp; 8- Van cao áp; 9- Đầu nối ống cao áp; 10- Lò xo van cao áp; 11- Vòng đệm; 12- Vành răng; 13- Thanh răng; 14- Đĩa trên; 15- Lò xo khứ hồi; 16- Đĩa dưới; 17- Bu lông chỉnh con đội; 18- Ống cấp dầu bôi trơn

Chi tiết quan trọng nhất của một tổ bơm cao áp là cặp piston và xylanh bơm cao áp Chúng gồm hai bộ phận chính là piston (4) và xylanh (6) đây là cặp chi tiết chính xác được chọn lắp với nhau, khi thay phải thay cả cặp Xylanh được lắp vào

lỗ trong thân bơm rồi dùng vít để hãm Không gian bên trong xylanh ăn thông với đường nhiên liệu trong thân bơm bằng các cửa (a) và (b) Bên trên xylanh được lắp một van cao áp (8) và đế van (7), đây cũng là cặp chi tiết được lắp ghép chính xác, các mặt phẳng tiếp xúc giữa xylanh và đế van được mài bóng Đầu nối ống (8) được vặn chặt, và thông qua vòng đệm (11) tỳ lên vai đế van (7) nhờ đó mặt tiếp xúc giữa xylanh và đế van luôn kín khít Nhờ lò xo (10) mà van cao áp được ép chặt lên mặt hình côn của đế van, ngăn cách không gian phía trên piston của tổ bơm với đường ống cao áp

Ống xoay (5) lắp bên ngoài xylanh, phần đầu của ống xoay có một vành răng (12), vành răng này được bắt chặt vào đầu ống xoay bằng vít, phần đuôi của ống xoay được xẻ rãnh chữ nhật, ngạnh chữ thập trên đuôi piston được kẹp trong rãnh này Vai ống xoay tỳ lên đĩa trên (14) của lò xo khứ hồi (15), nhờ đó ống xoay được giữ lại trong thân bơm Đĩa dưới (16) của lò xo tỳ lên mặt đầu của đuôi piston Mặt dưới cùng của đuôi piston tựa lên vít điều chỉnh (17) của con đội (3) Vành răng (12) ăn khớp với thanh răng (13), khi thanh răng dịch chuyển sẽ làm xoay ống xoay (5) và piston (6)

Phần đầu của piston được phay định hình tạo thành gờ xả nhiên liệu là rãnh thẳng đứng và rãnh hình vành khăn

Khi quay cam (1), con lăn (2) lăn trên prôfin cam lúc đó dưới tác dụng của cam và của lò xo bơm cao áp (15), con đội (3) và piston bơm cao áp (4) thực hiện chuyển động tịnh tiến lên xuống Trong thời gian piston đi xuống van cao áp đóng kín nên tạo ra độ chân không trong không gian phía trên piston, khi gờ phía trên của piston mở các cửa (a) và (b) thì nhiên liệu bắt đầu đi vào trong không gian phía trên piston, quá trình nạp nhiên liệu vào xylanh tiếp tục cho tới khi piston tới vị trí thấp nhất Thời gian đầu lúc piston từ dưới đi lên, nhiên liệu bị đẩy từ không gian phía trên piston qua các cửa (a) và (b) đi ra ngoài, khi gờ trên của piston đến ngang mép trên của các cửa (a) và (b) thì cửa (a) và (b) bịt kín, vị trí này của piston tương ứng với thời điểm bắt đầu quá trình cung cấp nhiên liệu Nếu piston tiếp tục đi lên nhiên liệu sẽ bị nén

Khi piston chuyển động lên trên, nó đóng cửa (a) và (b), nhiên liệu trong khoang trên piston bị nén lại đến một áp suất nào đó sẻ thắng lực lò xo 10, nâng van cao áp Piston tiếp tục chuyển động nén nhiên liệu Khi đạt tới áp suất phun thì nhiên liệu phun vào xylanh Quá trình cung cấp được tiếp diễn cho tới lúc gờ xả của piston bắt đầu mở cửa xả (b), thì nhiên liệu từ không gian phía trên piston được đẩy

ra đường nhiên liệu xả, áp suất nhiên liệu ở không gian phía trên piston giảm xuống đột ngột, dưới tác dụng của lực lò xo và áp suất nhiên liệu trong không gian ống cao

áp, van cao áp tỳ chặt lên đế van, chấm dứt quá trình cung cấp nhiên liệu cho vòi phun mặc dù lúc đó piston bơm cao áp vẫn tiếp tục đi lên

Do tính chịu nén của nhiên liệu và do tác dụng tiết lưu của các cửa hút và cửa xả của xylanh đối với nhiên liệu nên các thời điểm bắt đầu và kết thúc quá trình cung cấp nhiên liệu “thực tế” khác với thời điểm bắt đầu và kết thúc quá trình cung cấp nhiên liệu theo lý thuyết

Trong bơm cao áp điều chỉnh lượng nhiên liêu cấp cho chu trình bằng van

piston, khi xoay piston sẽ làm thay đổi vị trí tương đối giữa gờ xả của piston và lỗ

xả của xylanh, làm thay đổi hành trình có ich của piston

Gờ xả trên piston cần đảm bảo mối quan hệ đường thẳng giữa hành trình có ích của của piston bơm cao áp với góc xoay của piston và mức chuyển dịch của thanh răng

Trong động cơ góc phun sớm tốt nhất thay đổi theo chế độ làm việc của động

cơ, tuy nhiên không có một mối quan hệ đơn trị nhất định giữa góc phun sớm tốt nhất với số vòng quay của động cơ hoặc với lượng nhiên liệu cấp cho chu trình Vì vậy hầu hết piston bơm cao áp của các loại động cơ này đều có gờ phẳng ở mặt trên đỉnh vuông góc với đường tâm piston, gờ phẳng này xác định thời điểm bắt đầu hành trình có ích của piston Vì vậy muốn thay đổi góc phun sớm thì phải dùng một khớp tự động điều chỉnh góc phun sớm, đặt giữa trục cam của bơm cao áp và cơ cấu dẫn động

Hình 3-3 Các chế độ làm việc của bơm cao áp [1]

Piston số 1, 2, 3- Chế độ bơm tối đa; Piston số 4, 5- Chế độ

bơm một phần; Piston 6- Chế độ không bơm

Cặp chi tiết chính xác thứ hai của bơm cao áp là van cao áp và đế van Van cao áp có tác dụng làm ổn định quá trình cung cấp nhiên liệu Trường hợp trong hệ thống nhiên liệu không có van cao áp thì không gian phía trên piston ăn thông với đường cung cấp nhiên liệu cao áp, khi kết thúc quá trình cung cấp nhiên liệu thì áp suất trên đường nhiên liệu cao áp và trong vòi phun đều giảm hết hoàn toàn, nhờ đó đảm bảo thời điểm kết thúc quá trình cung cấp nhiên liệu được thực hiện dứt khoát, tránh hiên tượng phun rớt Tuy nhiên khi không có van cao áp thì cần có yêu cầu cao đối với chất lượng làm việc của vòi phun, vì nếu vòi phun bị kẹt hoặc đóng không kín thì khí thể từ xylanh sẽ đi vào trong hệ thống nhiên liệu, có thể làm tắc quá trình cung cấp nhiên liệu