Phân tích và mô phỏng hệ thống nhiên liệu và hệ thống khởi động động cơ

MỤC LỤC

Nhiệm vụ

Dự trữ nhiên liệu: Đảm bảo cho động cơ có thể làm việc liên tục trong một thời gian nhất định, không cần cấp thêm nhiên liệu; lọc sạch nước; tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu; giúp nhiên liệu chuyển động thông thoáng trong hệ thống. Các tia nhiên liệu phun vào động cơ phải đảm bảo kết hợp tốt giữa số lượng, phương hướng, hình dạng, kích thước của các tia phun với hình dạng buồng cháy và với cường độ và phương hướng chuyển động cảu môi chất trong buồng cháy để hòa khí được hình thành nhanh và đều.

Yêu cầu

 Lọc nhiên liệu: Trong hệ thống nhiên liệu động cơ còn các bộ phận được chế tạo với độ chính xác rất cao như: Cặp piston xylanh của BCA – VP, các bộ phận này rất dễ bị hư hỏng nếu trong nhiên liệu còn tạp chất cơ học.  Vòi phun nhiên liệu (VP): Có chức năng phun nhiên liệu cao áp vào buồng đốt với cấu trúc tia nhiên liệu phù hợp với phương pháp tổ chức quá trình cháy.

Phân tích đánh giá và lựa chọn các bộ phận cần mô phỏng 1. Phân tích

Lựa chọn các bộ phận thể hiện

Sau khi tham khảo một số tài liệu có liên quan và được sự hướng dẫn của thầy Th.S Phùng Minh Lọc, em xin trình bày một số hệ thống, bộ phận tiêu biểu của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel. - Hệ thống nhiên liệu cổ điển, hệ thống nhiên liệu dùng bơm phân phối, hệ thống nhiên liệu điều kiển điện tử. - Các loại bơm cao áp. Các loại vòi phun. - Các loại bơm chuyển nhiên liệu. Các loại lọc nhiên liệu. Các bộ phận tự động điều chỉnh. Bugi xông máy. Phân loại hệ thống nhiên liệu động cơ diesel. Hệ thống phun nhiên liệu thường được phân loại căn cứ vào đặc điểm của BCA. Phân loại tổng quát hệ thống phun nhiên liệu của động cơ diesel. Tiêu chí phân loại Phân loại. Phương pháp phun nhiên liệu 1) Hệ thông phun nhiên liệu bằng không khí nén 2) Hệ thống phun nhiên liệu bằng thuỷ lực Phương pháp tạo và duy trì. áp suất phun. 1) Hệ thống phun trực tiếp 2) Hệ thống phun gián tiếp Phương pháp điều chỉnh quá. 1) Hệ thống được điều chỉnh kiểu cơ khí 2) Hệ thống được điều chỉnh kiểu điện tử. Cách thức tổ hợp các thành tố của hệ thống phun. 1) Hệ thống phun cổ điển. 2) Hệ thống phun với BCA-VP liên hợp 3) Hệ thống phun với BCA phân phối 4) Hệ thống phun đặc biệt. Loại vòi phun 1) Hệ thống phun với vòi phun hở 2) Hệ thống phun với vòi phun kín.

Hệ thống nhiên liệu cổ điển

Nhằm nâng cao chất lượng quá trình tạo hỗn hợp cháy trong động cơ diesel, khắc phục những nhược điểm mà hệ thống nhiên liệu cổ điển điều khiển bằng cơ khí vẫn còn tồn tại như việc định lượng, định thời điểm phun chưa chính xác, tính tự động điều chỉnh và tự động hóa còn hạn chế nhất là các chế độ làm việc không ổn định như: khởi động, tăng tốc, giảm tốc..và các cơ cấu hệ thống (điều tốc, thay đổi góc phun sớm..) làm việc chưa nhạy lắm. Việc áp dụng các thiết bị điện tử vào hệ thống nhiên liệu động cơ diesel nhằm mục đích giải quyết những vấn đề này, ngoài ra nó còn góp phần giảm bớt tính độc hại cho môi trường do quá trình cháy của nhiên liệu được cháy hoàn toàn hơn.

Đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động bơm cao áp 1. Nhiệm vụ BCA

Phân loại BCA

    Đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động bơm cao áp. + Dẫn động bằng lực lò xo. Đặc điểm kết cấu. BCA cổ điển loại đơn a) Bơm cao áp; b) Sơ đồ công tác của bơm. c) Sơ đồ điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình 1. Hiện tượng phun rớt: Ngay sau khi bơm cao áp kết thúc bơm, kim phun trong vòi phun đóng, nơi đầu vòi phun vẫn còn nhiễu vài giọt nhiên liệu, đó là hiện tượng phun rớt.

    Hình 2.8 Chỗ mài mòn của cặp piston và vị trí mài  mòn trên bề mặt công tác của van cao áp
    Hình 2.8 Chỗ mài mòn của cặp piston và vị trí mài mòn trên bề mặt công tác của van cao áp

    Cân đồng lưu lượng của các bơm cao áp

    - Duy trì áp suất này trong 10 giây nếu áp suất này không tụt xuống qua 20 kG/cm2 là van cao áp còn kín tốt. - Xê dịch điều chỉnh mối nối giữa các thanh răng PF1 và PF2 thế nào cho tăng lượng nhiên liệu phun ra giữa hai bơm cho đồng đều.

    Cân bơm cao áp PF vào động cơ

    Nội dung của phương pháp này là: Lúc piston mở các lỗ a, b dầu sẽ trào ra nơi rắcco lắp van thoát cao áp (đã tháo van ra). Trong trường hợp đệm đẩy bơm cao áp không còn vít điều chỉnh, ta phải thêm hay bớt các miếng chêm mỏng dưới đế gắn bơm.

    Xả gió trong hệ thông nhiên liệu bơm PF

    Bơm cao áp kiểu piston ngăn kéo loại cụm Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

    Ở phần dẫn hướng của piston ngăn kéo người ta tiện một rãnh quanh chu vi piston, khi piston làm việc, nhiên liệu từ khoang cao áp theo khe giữa piston và xylanh lọt xuống chứa ở đây, tạo ra một giếng nhiên liệu di động lên xuống theo chiều chuyển động của piston bôi trơn cho cặp piston - xylanh bơm. Các máy công suất lớn, lượng cung cấp chu trình nhiều, để giảm tốc độ dầu đốt khi chảy qua lỗ, giảm mòn cho nó, người ta tăng tiết diện lưu thông bằng cách làm một hàng lỗ xung quanh xylanh, hoặc và hàng nếu rãnh điều chỉnh trên piston là một đường xoắn trên toàn chu vi piston.

    Cặp piston-xylanh của BCA Bosch cổ điển

    Mép vát còn tác dụng làm thay đổi hành trình có ích của piston, qua đó điều chỉnh lượng nhiên liệu chu trình khi piston được xoay trong lòng xylanh. Vì thế mà cặp piston xylanh là bộ phận quan trọng của bơm cao áp và là một trong các cặp lắp ráp siêu chính xác trong hệ thống nhiên liệu động cơ diesel.

    Nguyên lý hoạt động

      Nhiên liệu bắt đầu được bơm vào khoang cao áp (không gian chứa nhiên liệu trong rắcco cao áp, ống cao áp và vòi phun nhiên liệu) khi lực tác dụng lên kim van triệt hồi từ phía dưới (FB) được tạo ra bởi áp suất trong khoang bơm đạt tới trị số bằng lực tác dụng từ phía trên (FC) được tạo ra bởi lực căng ban đầu của lò so van triệt hồi và áp suất dư trong ống cao áp. Quá trình phun nhiên liệu vào buồng đốt bắt đầu khi lực tác dụng lên mặt côn nâng của vòi phun (Ff) được tạo ra bởi áp suất của nhiên liệu trong khoang phun (không gian chứa nhiên liệu trong đầu phun của vòi phun) thắng được lực căng ban đầu của lò xo vòi phun (F0).

      Cân và chỉnh góc phun sớm của các phần tử bơm

      Thỏo van triệt hồi phần tử bơm 1, gắn vào đú ống nghiệm U theo dừi dầu trào, Đặc thanh răng vị trí lưu lượng tối đa. Thao tác như thế đối với các phần tử bơm 3, lúc ta quay trục cam đến vị trí nấc 900, phần tử bơm này phải ngưng trào.

      Cân đồng lượng các phần tử bơm PE

      Khi máy ghi số vòng đủ 500 vòng, động cơ sẻ tự động ngưng, các ống thủy tinh được đưa khỏi tầm các vòi phun. - Gừ nhẹ ống dẫn hướng piston bơm qua phớa giảm nhiờn liệu nếu lượng dầu phun ra nơi ống nghiện hứng được của ti bơm đó nhiều hơn định mức.

      Cân bơm cao áp PE vào động cơ 1. Trường hợp cú dấu cõn bơm rừ ràng

      Trường hợp không có dấu cân bơm

      • Đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động vòi phun
        • Các loại bơm nhiên liệu thấp áp
          • Bình lọc nhiên liệu
            • Bộ điều chỉnh tốc độ (bộ điều tốc) 1. Tính ổn định tốc độ quay của động cơ
              • Các bộ phận điện tử

                Hành trình đi xuống của kim (nhờ vấu cam), lúc kim che kín lỗ định lượng bắt đầu bơm, cũng là lúc mở thông đường dầu hồi, từ lúc đó nhiên liệu và khí nóng trong cốc bị nén và được phun qua lỗ phun vào xylanh động cơ dưới dạng nhũ tương (bọt nhiên liệu). Khi piston chuyển dịch theo lực đẩy trên con đội thì nhiên liệu từ không gian chứa lò xo chỉ còn một phần đi vào không gian phía con đội, vì trong không gian này còn con đội 4 nên không thể chứa hết số nhiên liệu từ không gian chứa lò xo đẩy ra, số nhiên liệu dôi ra sẽ đi tới bình lọc.

                Hình 2.37. Bầu lọc tinh
                Hình 2.37. Bầu lọc tinh

                ECU EDU

                Vòi phun điện tử

                Khi điện áp kích hoạt được đưa vào bởi ECU, EDU, van điện từ sẽ mở và áp suất trong khoang điều khiển sẽ giảm xuống. Khi điện áp kích hoạt do ECU-EDU đưa vào không còn thì lực lò xò sẽ làm cho van điện từ đóng, và áp suất trong khoang điều khiển lại tăng lên.

                Bugi xông máy

                Ở giai đoạn này, kim phun bị đẩy xuống do áp suất trong khoang điều khiển và do lò xo, và kim phun vẫn bị đóng. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ ĐẶC ĐIỂM, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, QUY TRÌNH THÁO LẮP, KIỂM TRA, ĐIỀU CHỈNH, SỬA CHỮA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ.

                Cơ sơ lý thuyết của hệ thống khởi động điện

                • Phân loại
                  • Ưu điểm nhược điểm và phạm vi ứng dụng 1. Ưu điểm

                    Cấu tạo khớp truyền động gồm ống chủ động 1 được hàn từ 3 chi tiết lại, phía đầu nhỏ của ống 1 có rãnh then hoa để ăn khớp với các then hoa trên trục của rôto, phía đầu to của ống (theo mặt cắt AB) được xẻ thành các rãnh không đều ( bốn rãnh) và có khoan lỗ từ mặt bên để đặt lò xo và cốc chụp lò xo 2, vành bị động 4 liền với bánh răng của khớp truyền động và bên trong có lắp bạc đồng 8 để cho bánh răng có thể tựa lên trục của rôto và quay trơn trên trục. Dòng điện của máy phát lúc này sẽ ngược với dòng điện trong cuộn Wkđ ban đầu và trong giai đoạn giao thời đó (giai đoạn máy vừa mới nổ, máy phát điện mới bắt đầu làm việc, còn máy khởi động chưa được tắt) sẽ triệt tiêu nhau, làm cho lực từ hoá của rơle bảo vệ khởi động không đủ giữ tiếp điểm KK’ đóng nữa thì tiếp điểm KK’ mở ra dưới tác dụng của lực lò xo.

                    Hình 1.1 trình bày một động cơ điện đơn giản chỉ có một v òng dây trên rôto  nối tiếp với hai cuộn cảm điện, khi đóng  mạch công tác, điện ắcquy chạy  vào chổi  than và vòng thau bên phải đến v òng dây rôto qua vòng thau và than bên trái, điện  chạy tiếp q
                    Hình 1.1 trình bày một động cơ điện đơn giản chỉ có một v òng dây trên rôto nối tiếp với hai cuộn cảm điện, khi đóng mạch công tác, điện ắcquy chạy vào chổi than và vòng thau bên phải đến v òng dây rôto qua vòng thau và than bên trái, điện chạy tiếp q

                    Khái niệm mô phỏng

                    MÔ PHỎNG NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, QUY TRÌNH THÁO LẮP, KIỂM TRA, ĐIỀU CHỈNH, SỬA CHỮA CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL, HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG ĐIỆN.

                    Phương pháp

                    • Chọn phần mềm

                      Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ diesel và hệ thống khởi động điện Hiện nay có nhiều loại hệ thống nhiên liệu động cơ diesel và hệ thống khởi động điện, mỗi loại đều có những tính năng riêng. Sau khi đã xuất thành các movie ta sẽ kiểm tra lai bằng cách click vào các tập tin đã xuất để xem lại nếu qua trình tốt thì hoàn thành chương trình còn nếu có vấn đề thì ta phải kiểm tra lại.

                      Hình .4.2. Giao diện AutoCAD 2D  với toàn bộ thanh công cụ chính
                      Hình .4.2. Giao diện AutoCAD 2D với toàn bộ thanh công cụ chính

                      Tổ chức của chương trình

                      • Một số hình ảnh cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu, khởi động

                        Ta có thể xem cấu tạo của từng bộ phận trong hệ thống khởi động bằng cách click vào từng bộ phận trên màn hình. Qua một thời gian tìm hiểu và mô phỏng chuyển động của hệ thống nhiên liệu, hệ thống khởi động điện về cơ bản tôi đã hoàn thành nội dung đề tài của mình nhằm mục đích phục vụ cho việc nghiên cứu của chính bản thân cũng như hoàn thành khoá học tại trường Đại Học Nha Trang.

                        Hình.4.8. Sơ đồ tổ chức mô phỏng hệ thống khởi động điện
                        Hình.4.8. Sơ đồ tổ chức mô phỏng hệ thống khởi động điện