Tài liệu hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ diezel doc

Trờng ĐH S phạm Kỹ thuật Hng Yên Khoa Cơ khí Động lực hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diêzel 7.1. Chức năng Phân loại Yêu cầu 7.1.1. Chức năng Cung cấp nhiên liệu Diêzel vào buồng đốt để tạo thành hỗn hợp cho động cơ dới dạng sơng mù với áp suất cao, cung cấp kịp thời, đúng lúc phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ và đồng đều tới các xilanh. 7.1.2. Yêu cầu của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diêzel - Lọc sạch nớc và tạp chất trong nhiên liệu cung cấp nhiên liệu sạch cho động cơ. - Cung cấp nhiên liệu áp suất cao vào buồng cháy của động cơ, cho từng xilanh trong động cơ một cách đồng đều theo thứ tự quy định, kịp thời, đúng thời điểm quy định. - Thời gian phun nhiên liệu phải chính xác, kịp thời, bắt đầu và kết thúc phun phải dứt khoát, tia nhiên liệu đợc phun theo hớng xác định với áp suất và độ phun tơi phù hợp với dạng buồng cháy và cờng độ xoáy lốc của dòng khí trong xilanh. - Đảm bảo quy luật phun nhiên liệu cũng nh khả năng điều chỉnh tự động quy luật phù hợp với chế độ, tốc độ và tải trọng của động cơ - áp suất phun phải cao, sức xuyên của tia phun mạnh để nhiên liệu đi tới các góc của buồng cháy đảm bảo trộn đều hỗn hợp nhiên liệu và không khí. - Đảm bảo cho động cơ khởi động dễ dàng ở mọi điều kiện thời tiết và làm việc ổn định ở mọi chế độ. 7.1.3. Phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu Diêzel * Theo phơng pháp cấp nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm cao áp có: Loại tự chảy và loại cỡng bức. * Theo cấu tạo bơm cao áp có: Loại dùng bơm chia, bơm dãy. 7.2. Sơ đồ cấu tạo Hình 7.1 : Sơ đồ cấu tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diêzel 1. Thùng nhiên liệu; 7. Vòi phun; 2. Bơm chuyển nhiên liệu; 8. Đờng dầu hồi; 3. Bầu lọc; 9. Bugi sấy; 4. Bơm cao áp; 10. ắc quy; 5. Bộ điều khiển góc phun sớm; 11. Khoá điện; 6. Bộ điều tốc; 12. Rắc nối 7.3. Kết cấu các chi tiết trong hệ thống 7.3.1. Bầu lọc nhiên liệu 7.3.1.1. Công dụng: Lọc sạch tất cả các tạp chất cơ học và nớc có trong nhiên liệu. Gồm lọc thô và lọc tinh. Hiện nay dùng một loại bầu lọc và thay thế , không bảo dỡng. * Bầu lọc thô Hình 7.2 Bầu lọc thô hai cấp 1. Thân bầu lọc; 2. Lõi lọc thô; 3. Lõi lọc tinh. * Bầu lọc tinh nhiên liệu. - Nhiệm vụ: Tiếp tục quá trình lọc nhiên liệu và lọc các tạp chất nhỏ hơn 0,06 mm. Hình 7.3. Các loại lõi lọc a) Lõi lọc cuộn Tài liệu học tập Chơng trình huấn luyện theo dự án luxsamburg 1 Trờng ĐH S phạm Kỹ thuật Hng Yên Khoa Cơ khí Động lực b) Lõi lọc nỉ a) b) * Bầu lọc tinh hai cấp Hình 7.4. Bầu lọc hai cấp (BOSCH) 1. Đờng nhiên liệu vào; 2. Lõi lọc thô 3. Vỏ bầu lọc; 4. Lõi lọc tinh 5. Đờng nhiên liệu ra; 6. Vít xả e 7. Nắp bầu lọc; 8. Bulông hãm 7.3.2. Bơm chuyển nhiên liệu * Nhiệm vụ: Hút nhiên liệu từ thùng chứa đẩy qua bầu lọc để cung cấp cho bơm cao áp với lu lợng và áp suất nhất định. * Phân loại: - Bơm Piston, bơm phiến gạt hoặc con lăn 7.3.2.1. Bơm chuyển nhiên liệu tác dụng kép kiểu Piston. * Cấu tạo: Thân bơm có 4 khoang chính dùng để bố trí Piston, lò xo hồi vị Piston, con đội con lăn, van nạp, van xả. Bơm tay kiểu Piston đợc lắp vào thân bơm ở phía trên van nạp. Thân bơm đợc chế tạo bằng gang, các van nạp và van xả đợc làm từ chất dẻo, đế van là các ống thép đợc ép chặt vào thân bơm, các chi tiết còn lại đợc làm bằng thép. Hình 7.5 Cấu tạo bơm chuyển nhiên liệu . 1. Bơm tay; 2. Cửa vào; 3. Cửa ra; 4. Van nạp; 5. Van xả; 6. Khoang hút; 7. Piston; 8.Lò xo piston; 9. Lới lọc thô;10. Khoang áp lực; 11. Con đội con lăn;12. Cam lệch tâm. * Nguyên lý làm việc: Hút và bơm nhiên liệu trong 2 hành trình : hành trình chuyển tiếp và hành trình làm việc. Hình 7.6. Sơ đồ nguyên lý làm việc 1. Đờng nhiên liệu vào;2. Lới lọc; 3. Van nạp 4. Lò xo; 5. Piston; 6. Đũa đẩy 7. Con đội con lăn; 8. Trục cam 9. Rãnh khoan chéo; 10. Van xả 11. Đờng nhiên liệu ra * Hành trình chuyển tiếp: Khi cam lệch tâm tác dụng vào con đội con lăn, qua đũa đẩy Piston chuyển động ép lò xo lại. Thể tích trong khoang hút bị giảm, áp suất tại đây tăng lên làm van nạp đóng lại, van xả mở ra. Đồng thời khi Piston chuyển động làm cho thể tích khoang áp lực tăng lên, áp suất ở đây giảm xuống vì thế hầu nh toàn bộ lợng nhiên liệu bị đẩy ra từ khoang hút sẽ bị hút vào khoang áp lực qua lỗ khoan chéo trong thân bơm. Nh vậy lợng nhiên liệu qua đờng ra đến bơm cao áp gần nh bằng không. * Hành trình làm việc: Khi cam lệch tâm thôi tác dụng lên con đội con lăn, lò xo hồi vị Piston sẽ đẩy Piston về vị trí ban đầu làm thể tích ở khoang hút tăng lên, áp suất tại đây giảm sẽ đóng van xả và van nạp mở ra. Nhiên liệu từ thùng chứa đợc hút vào khoang hút qua van nạp. Đồng thời khi Piston dịch chuyển sẽ đẩy nhiên liệu từ khoang áp suất qua rãnh khoan chéo ra đờng xả để đi đến bơm cao áp. Trong hành trình làm việc của Piston, bơm thực hiện đồng thời hai quá trình hút và đẩy nhiên liệu. Tài liệu học tập Chơng trình huấn luyện theo dự án luxsamburg 2 6 7 8 1 3 5 4 2 Trờng ĐH S phạm Kỹ thuật Hng Yên Khoa Cơ khí Động lực * Hành trình treo bơm: Khi áp suất ở đờng xả và trong khoang áp suất đạt đến một giá trị rất lớn nào đó, Piston sẽ không thể dịch chuyển đợc và bị treo ở vị trí cao nhất. Lúc này đũa đẩy hoàn toàn không tác dụng đến Piston, đây là trạng thái quá tải của bơm và lúc này hành trình của Piston bằn không dẫn đến năng suất của bơm bằng không. 7.3.3. Bơm cao áp dãy 7.3.3.1. Nhiệm vụ và yêu cầu. Cung cấp nhiên liệu có áp suất cao vào xilanh của động cơ với một lợng phù hợp với tải trọng và chế độ tốc độ của động cơ . Cung cấp nhiên liệu đúng thời điểm quy định theo một quy luật xác định, đồng đều cho tất cả các xi lanh động cơ. Nhiên liệu cung cấp cho vòi phun phải có áp suất cao 80-600 kg/cm 2 . 7.3.3.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm cao áp dãy. Hình 7.7: 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 5. Vít xả không khí 6. Cữ chặn 7. Các phân bơm; 8. Vỏ bơm Là loại bơm dài một dãy, nhiều phân bơm, mỗi phân bơm cung cấp nhiên liệu cho một xy lanh, đợc lắp chung trong một thân, trục cam nằm trong thân 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, cạnh bơm lắp bơm chuyển nhiên liệu. * Cấu tạo của một phân bơm: Hình 7.8 Cấu tạo của một phân bơm 1. Đầu nối; 2. Buồng cao áp;3. Xilanh; 4. Buồng nhiên liệu; 5. Piston; 6. Vành răng; 7. Thanh răng; 8. ống xoay; 9. Lò xo; 10. Đế lò xo;11. Đai ốc hãm; 12. Vít điều chỉnh; 13. Con đội con lăn;14.Trục cam; 15. Lò xo van cao áp. * Nguyên lý làm việc của một phân bơm Hình 7.9 Nguyên lý làm việc a, b, c, d, e, f, * Quá trình nạp (hình 7.9a) Khi cam thôi tác dụng lên con đội, dới tác dụng của lò xo hồi vị piston dịch chuyển đi xuống, van cao áp đóng nên độ chân không trong không gian trên piston tăng lên.Khi piston mở lỗ nạp, nhiên liệu từ trong buồng nhiên liệu sẽ chiếm đầy vào xilanh bơm. Quá trình nạp nhiên liệu vào xilanh kéo dài đến khi piston đi xuống vị trí thấp nhất. - Quá trình nén phun nhiên liệu ( hình 7.9b,c,d) Khi cam trên trục bắt đầu tác dụng vào con đội piston sẽ dịch chuyển lên trên và đồng thời lò xo bị ép lại. Trong giai đoạn đầu trớc khi đỉnh piston đóng kín lỗ nạp một 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 liệu trong xilanh đủ lớn, thắng đợc sức căng lò xo van cao áp và áp suất d của nhiên liệu trong Tài liệu học tập Chơng trình huấn luyện theo dự án luxsamburg 3 Trờng ĐH S phạm Kỹ thuật Hng Yên Khoa Cơ khí Động lực đờng ống cao áp nâng van lên phía trên mở cho nhiên liệu trong xilanh đi vào đờng ống cao áp tới vòi phun và phun vào buồng cháy của động cơ. - Kết thúc phun (hình 7.9e,f) Piston tiếp tục đi lên đến khi rãnh vát (gờ xả của rãnh chéo) mở lỗ xả, do chênh lệch về áp suất nên nhiên liệu từ không gian phía trên đỉnh piston sẽ thoát ra cửa xả do rãnh khoan đứng làm cho áp suất ở đờng nhiên liệu giảm xuống đột ngột, lò xo sẽ đóng van cao áp đồng thời kim phun sẽ đóng lại rất nhanh ngừng cung cấp nhiên liệu cho buồng cháy. Dới tác dụng của lò xo van cao áp và áp suất d trong đờng ống cao áp, van cao áp sẽ đóng kín và vòi phun ngừng làm việc, kết thúc quá trình phun nhiên liệu. Piston bị dịch chuyển xuống dới và quá trình làm việc lại đợc lặp lại nh cũ. * Cơ cấu điều chỉnh lợng nhiên liệu cung cấp cho một chu trình. Trong bơm cao áp dãy, lò xo đợc định vị vì vậy điều chỉnh lợng nhiên liệu cung cấp cho một chu trình cần xoay piston đi một góc tơng ứng bởi rãnh xả trên piston có dạng xoắn hoặc chéo. Cơ cấu xoay piston trong bơm cao áp dãy thờng sử dụng thanh răng, vành răng và ống xoay. * Cấu tạo bộ đôi xilanh - piston Bộ đôi xilanh - piston là cặp chi tiết quan trọng nhất của bơm cao áp. Vì vậy nó đợc chế tạo và lắp ghép với độ chính xác cao còn có tên gọi là bộ đôi siêu chính xác. a, b, c, Hình 7.10 Cấu tạo bộ đôi piston- xilanh Khe hở giữa piston- xilanh nằm trong khoảng 0,0005 0.0015 mm, đối với piston có đờng kính 8 9 mm độ cứng của các bề mặt không nhỏ hơn 55- 60 HRC, độ bóng các bề mặt ma sát không nhỏ hơn R a = 11. * Bộ đôi van cao áp Nhiệm vụ: Ngăn không cho nhiên liệu từ đờng nhiên liệu cao áp trở về đờng nhiên liệu thấp áp trong hành trình hút của piston bơm cao áp và không cho không khí trong xi lanh động cơ đi vào xi lanh bơm cao áp . Giảm áp suất d trong đờng nhiên liệu cao áp đến giá trị cần thiết cũng nh dập tắt dao động sóng của nhiên liệu trong ống dẫn cao áp, đảm bảo cho quá trình phun đợc bắt đầu nhanh và kết thúc dứt khoát giảm khả năng phun rớt. * Cấu tạo, nguyên lý Hình 7.11: Cấu tạo van cao áp, nguyên lý làm việc 1. Phần mặt côn của van 2. Phần trụ giảm tải 3. Rãnh tròn 4. Thân van 5. Rãnh dọc 7.3.4. Bộ diều tốc Tài liệu học tập Chơng trình huấn luyện theo dự án luxsamburg 4 Trờng ĐH S phạm Kỹ thuật Hng Yên Khoa Cơ khí Động lực * Nhiệm vụ: Duy trì vận tốc cố định cho trục khuỷu động cơ trong lúc cần ga cố định và phụ tải thay đổi tăng hoặc giảm đột xuất thay đổi liên tục. Thoả mãn mọi vận tốc theo yêu cầu của các chế độ làm việc khác nhau. Giới hạn vận tốc tối đa của trục khuỷu và không cản trở việc cắt nhiên liệu tắt máy. * Phân loại: Theo nguyên lý làm việc: Bộ điều tốc cơ khí, bộ điều tốc chân, bộ điều tốc thuỷ lực. Theo công dụng: Bộ điều tốc một chế độ, bộ điều tốc hai chế độ, bộ điều tốc đa chế độ. 3. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của bộ điều tốc li tâm một chế độ: 1. Quả văng; 2. Lò xo 3. Khớp trợt; 4. Tay đòn 5. Thanh răng; 6. Thanh L 7.Trục bộ điều tốc * Cấu tạo, nguyên lý làm việc của bộ điều tốc ly tâm hai chế độ của hãng BOSCH 1. Cần nối; 2. Con trợt culít; 3.Rãnh trợt; 4. Cần điều khiển; 5.Thanh kéo; 6. Đế lò xo; 8. Thanh răng; 7. Lò xo; 9. Đai ốc điều chỉnh; 10. Quả văng; 11. Cần L; 12. ống trợt; 13. Trục dẫn hớng ống trợt; 14. Tấm trợt ngang. * Chế độ khởi động * Chế độ không tải * Chế độ tải trung bình 7.3.5. Cơ cấu phun sớm tự động Trên bơm cao áp dãy có cơ cấu phun dầu sớm tự động nối ở đầu trục cam của bơm, bên trong có chứa dầu bôi trơn dể cơ cấu hoạt động nhạy và êm . Hình7.12: Cơ cấu phun dầu sớm tự động Khi động cơ đang làm việc nếu tăng vận tốc trục khuỷu, lực ly tâm làm các quả văng văng ra đẩy con lăn vào vòng cung của đĩa điều chỉnh, đĩa điều chỉnh có vấu lắp chặt với vòng chặn điều chỉnh quay đợc trên ổ trục trong động cơ, lực nén của con lăn nên vòng cung của đĩa điều chỉnh truyền tới bốn lò xo vít, làm các lò xo này bị nén lại.Vì vậy đĩa điều chỉnh với mayơ và vòng chặn điều chỉnh sẽ quay đi một góc phun sớm. 7.3.6. vòi phun * Nhiệm vụ, yêu cầu - Phun nhiên liệu cao áp vào xy lanh của động cơ dới một áp suất nhất định. - Đảm bảo độ phun tơi, độ phun xa, số lợng và cấu trúc tia phun nhiên liệu phù hợp với hình dạng và kích thớc buồng cháy, phơng pháp hình thành hỗn hợp nhiên liệu. Tài liệu học tập Chơng trình huấn luyện theo dự án luxsamburg 5 a b c Trờng ĐH S phạm Kỹ thuật Hng Yên Khoa Cơ khí Động lực - Đảm bảo quá trình phun nhiên liệu bắt đầu, kết thúc nhanh, dứt khoát, phun tơi * Phân loại Theo kết cấu: Vòi phun hở và vòi phun kín. Có chốt và không chốt. * Điều kiện làm việc Chịu áp suất cao, vận tốc dòng nhiên liệu thay đổi đột ngột, va đập, sói mòn của dòng nhiên liệu, chịu nhiệt độ cao. * Cấu tạo * Thân vòi phun:Có đờng nhiên liệu vào, đờng nhiên liệu hồi, vít xả không khí đợc bố trí ngay tại đai ốc bắt đờng nhiên liệu vào tuỳ thuộc vào hình dạng và kết cấu của vòi phun mà cách bố trí đờng nhiên liệu vào và đờng nhiên liệu hồi khác nhau. Trong thân vòi phun còn có lò xo trụ đẩy ép kim phun đóng kín vào đế của nó ở đầu vòi phun. Đối với một số loại vòi phun còn có vít để điều chỉnh sức căng của lò xo. * Đầu phun: Đầu phun có chứa kim phun, ổ đặt, phần dới đầu phun có một hay nhiều lỗ tia phun, phần thân đầu phun còn gia công đờng dẫn nhiên liệu vào thông với đ- ờng nhiên liệu vào thân vòi phun. Thân vòi phun đợc lắp với đầu phun bằng đai ốc trong phần đầu vòi phun. Cặp bộ đôi kim phun và thân kim là cặp chi tiết đợc gia công rất chính xác, độ bóng bề mặt kim phun và các bề mặt tiếp xúc giữa phần mặt côn dẫn hớng kim phun và ổ đặt không nhỏ hơn R a =12, khe hở giữa các mặt trụ phần dẫn hớng kim phun nằm trong khoảng 0,003-0,006 mm, độ côn và độ ô van phần trụ không vợt quá 0,001- 0,002 mm. a, b, Hình 7.13: Cấu tạo vòi phun a. Vòi phun kín lỗ tia kín b. Vòi phun kín lỗ tia hở Hình 8.25: Cấu tạo và hoạt động của kim phun vòi phun kín lỗ tia hở, kín Tài liệu học tập Chơng trình huấn luyện theo dự án luxsamburg 6 . cầu của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diêzel - Lọc sạch nớc và tạp chất trong nhiên liệu cung cấp nhiên liệu sạch cho động cơ. - Cung cấp nhiên liệu. Hng Yên Khoa Cơ khí Động lực hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diêzel 7.1. Chức năng Phân loại Yêu cầu 7.1.1. Chức năng Cung cấp nhiên liệu Diêzel