4.1. Sự phát triển của hệ thống nhiên liệu Common-Rail.
Động cơ Diesel đợc dùng cho xe du lịch ngày càng nhiều. Hạn chế lớn nhất cho khả năng ứng dụng nó trong lĩnh vực này là tiếng ồn đặc biệt là ở động cơ Diesel phun trực tiếp (buồng cháy thống nhất). Song với yêu cầu ngày càng cao về giảm lợng tiêu thụ nhiên liệu và khí xả thì động cơ Diesel phun trực tiếp, tăng áp cao ngày càng đợc sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực xe du lịch.
Sự hình thành hỗn hợp cháy đặc biệt ở động cơ Diesel phun trực tiếp phụ thuộc hoàn toàn vào quá trình phun nhiên liệu. Hệ thống nhiên liệu dùng cho động cơ Diesel cho đến nay chủ yếu là kiểu Bosch bao gồm cặp piston- xylanh, đờng ống dẫn dầu cao áp, vòi phun đã không thoả mãn đợc các yêu cầu trên do có những nhợc điểm: + Chất lợng quá trình phun phụ thuộc phần lớn vào độ chính xác chế tạo và lắp ráp của các bộ đôi.
+ ở tốc độ vòng quay nhỏ áp suất phun thấp.
+ Khó khăn trong việc điều chỉnh lợng nhiên liệu phun, thời điểm bắt đầu phun và thời gian phun hợp lý.
+ Thời gian phun chính phụ thuộc vào biên dạng cam của bơm cao áp.
Vào giữa những năm 80 Fiat đã đi sâu nghiên cứu cải tiến hệ thống nhiên liệu dùng cho động cơ Diesel nhằm thoả mãn các yêu cầu sau:
+ Tiêu hao nhiên liệu thấp.
+ Cải thiện đặc tính công suất của động cơ Diesel, để có mô-men lớn ở số vòng quay nhỏ.
+ Cải thiện đặc tính khởi động lạnh. + Giảm tiếng ồn do cháy gây ra do .
+ Đáp ứng yêu cầu ngày càng khắt khe về khí xả.
4.2. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động : *. Sơ đồ nguyên lý:
Hình 6.72 : Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống Common Rail. 1: Thùng màng nhiên liệu.
2: Van an toàn. 3: Vòi phun. 4: Bình tích áp.
5: Van điều chỉnh nhiên liệu áp suất cao.
6: Mạch điều khiển rail nhiên liệu với áp suất cao. 7: Cảm biến áp suất nhiên liệu.
8: Bơm cao áp.
6: Van định lợng nhiên liệu. 11: Bơm bánh răng.
12: Lọc nhiên liệu.
13: Bộ làm mát nhiệt độ bằng nớc.
14: Cặp van lỡng kim sấy nóng nhiên liệu bằng Bimetal. 15: Bộ làm mát nhiên liệu bằng không khí dới gầm xe. 16: Bơm nhiên liệu thấp áp (kiểu con lăn).
17: Van tràn điều khiển điện từ. 18: Bơm nhiên liệu thấp áp.
* Nguyên lý hoạt động của hệ thống:
Nhiên liệu từ thùng chứa đợc bơm chuyển nhiên liệu thấp áp 18 chuyển vào trong thùng màng cung cấp và đợc bơm nhiên liệu thấp áp kiểu con lăn 16 chuyển từ thùng chứa tới bơm bánh răng. Mắc song song với bơm nhiên liệu 16 là van điện từ 17 có chức năng hoạt động tơng tự nh van an toàn. Nếu áp suất sau bơm 16 vợt quá giá trị cho phép thì nhiên liệu sẽ qua van trở về thùng chứa. Sau khi qua bầu lọc, nhiên liệu đợc bơm bánh răng chuyển tới bơm cao áp và từ đây nhiên liệu cung cấp cho các Rail với áp suất rất cao. Nếu áp suất trong Rail vợt quá áp suất cho phép thì nhiên liệu không cung cấp cho rail nữa mà theo đờng dầu hồi trở về trớc bơm bánh răng. Nhiên liệu từ Rail đợc cung cấp cho các thân Rail chính và đợc chia cho các vòi phun phun đúng thời điểm, tất cả đều đợc tính toán một cách chính xác và đều đợc điều khiển bằng ECU thông qua các cảm biến để điều chỉnh lợng nhiên liệu cũng nh áp suất phù hợp cho từng chế độ làm việc của động cơ. Lợng nhiên liệu thừa ở mỗi vòi phun sẽ theo đờng dầu hồi trở về thùng nhiên liệu. Trên đờng hồi về dầu đợc làm mát nhờ thiết bị làm mát bằng nớc. Sau đó đờng dầu đợc chia làm hai đờng. Nếu nhiệt độ còn cao dầu tiếp tục đợc làm mát bởi không khí trớc khi về thùng còn nếu nhiệt độ thích hợp dầu đợc đa trở lại đờng dầu trớc bơm bánh răng.
1. Bình tích áp:
Bình tích áp (hình 78) có kết cấu khá đơn giản, dạng hình ống hoặc hình cầu và có thể tích phù hợp. Bình có thể chịu đợc áp suất cao đến 2000 bar. Bình có nhiệm vụ
tích trữ nhiên liệu với áp suất cao để sẵn sàng cung cấp cho vòi phun.
2. Bơm cao áp:
a. Cấu tạo bơm cao áp:
Bơm cao áp gồm 3 bơm piston có chuyển động hớng kính và đợc bố trí cách nhau 1200. Bơm đợc dẫn động bởi cam lệch tâm có 3 đỉnh. Ưu việt của bơm là trong một vòng quay cả 3 bơm đều hoạt động và mỗi bơm đều thực hiện 3 lần cấp nhiên liệu. Nh vậy lợng nhiên liệu cung cấp là lớn và nó sẽ làm giảm lợng tiêu hao công cho dẫn động bơm vì vậy mômen xoắn cực đại nhỏ chỉ 17 Nm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
mà áp suất đạt 1300 Bar gấp 6 lần so với công nghệ bơm phun cũ. Cấu tạo của bơm đ- ợc biểu diễn trên hình 6. 77:
b. Nguyên lý hoạt động:
Cam lệch tâm dẫn động 3 piston lên xuống dạng sóng hình sin. Bơm bánh răng chuyển nhiên liệu vào miệng khoang của bơm cao áp đồng thời đa dầu đi bôi trơn và làm mát vòng tuần hoàn của bơm cao áp thông qua lỗ tiết lu nhờ van điện từ. Nếu áp suất do bơm bánh răng cung cấp vợt quá áp suất mở của van nạp từ 0,5ữ1,5 Bar thì van này sẽ mở, bơm bánh răng sẽ đẩy nhiên liệu đi qua van nạp và làm cho piston đi xuống cho đến khi vợt quá điểm chết dới thì van nạp sẽ đóng làm cho áp suất không tăng nữa, nhiên liệu trong thân bơm bị nén lại do piston chuyển động lên điểm chết trên và vợt xa áp suất cấp của bơm bánh răng. áp suất giờ đây tăng lên làm cho van cấp mở và làm cho áp suất hiện có trong Rail tăng, bơm cung cấp nhiên liệu cho đến khi chạm tới điểm chết trên .
Khi nhiên liệu đi vào trong ống qua van tiết lu một phần sẽ qua van định lợng 260 còn một phần sẽ qua bộ phận hạn chế hành trình của piston để điều chỉnh độ mở của van cung cấp cho bơm.
Hình 9.73: Bình tích áp.
Van định lợng nhiên liệu có nhiệm vụ điều chỉnh lợng nhiên liệu cung cấp cho bơm cao áp. Ngoài ra để giảm bớt khả năng tiêu thụ công của bơm cao áp và tránh việc làm nóng nhiên liệu một cách không cần thiết nhiên liệu đợc hồi trở lại qua vòng làm mát tuần hoàn bởi van điện từ
Hình 6.75: Sơ đồ
nguyên lý làm việc
của bơm cao áp.
3. Vòi phun:
Vòi phun đợc thiết kế để phun nhiên liệu vào trong buồng cháy. Lợng nhiên liệu phun và thời điểm phun đợc tính toán bởi ECU và tín hiệu điều khiển đợc gửi tới cuộn dây điện từ trong vòi phun. Thời điểm mở và đóng của van trong vòi phun đợc điều khiển bởi cuộn dây điện từ. Ban đầu là phun phụ sau đó là phun chính khi van trong vòi phun bị đóng đột ngột.
Việc phun sớm một lợng nhiên liệu vào trong xylanh đã làm cho động cơ chạy êm hơn. Phun sớm một lợng nhiên liệu chính là giai đoạn chuẩn bị cho quá trình đốt cháy trong động cơ. Lợng nhiên liệu phun chính đợc phun vào trong buồng cháy ngay sau khi kết thúc quá trình phun sớm. Trong giai đoạn này nhiên liệu sẽ cháy nhanh và kiệt.
1: Van an toàn. 5: Hạn chế hành trình piston.
2: Van 1 chiều tới Rail. 6: Giclơ tiết lu.
3: Piston bơm. 7: Van định lợng nhiên liệu
4: Bơm cao áp. 8: Đờng bôi trơn thân bơm.
a. Cấu tạo vòi phun:
1: Lò xo vòi phun. 2: Van định lợng. 3: Tiết lu dầu hồi về. 4: Lõi của van điện từ 5: Đờng dầu hồi về. 6: Đầu nối điện của van điện từ. 7: Van điện từ. 8: Nhiên liêụ áp suất cao đợc cung cấp từ rail. 6: Van bi. 10: Tiết lu cung cấp. 11: Van piston. 12: Đờng dẫn nhiên liệu. 13: Buồng chứa. 14: Kim phun. Hình 6. 77: Cấu tạo vòi phun. b. Nguyên lý hoạt động: Tín hiệu điều khiển vòi phun làm cho nam châm điện hút van bi mở đờng xả của vòi phun. Lúc này hiện t- ợng chênh áp giữa hai đầu kim phun xuất hiện dẫn đến mở kim phun và nhiên liệu đợc phun vào xylanh. Phụ thuộc vào số tín hiệu và thời gian tác dụng của tín hiệu mà số lần phun nhiên liệu có thể là 1 hoặc nhiều lần trong một chu trình công tác của động cơ. Nếu dòng điện tồn tại trong van điện từ trong một thời gian dài thì piston của van và kim phun sẽ đợc nâng lên tới vị trí cao nhất của piston. Khi đó miệng vòi phun sẽ đợc mở ra lớn nhất, nhiên liệu đợc phun vào trong xylanh dới áp suất bằng với áp suất ở trong Rail. Khi phun với một lợng nhiên liệu ít thì van điện từ chỉ mở trong một thời gian ngắn kim phun không mở tới vị trí xa nhất mà kim phun chỉ nâng lên một khoảng nhỏ. MỤC LỤC 1. Lịch sử phát triển của động cơ đốt trong...1
2. Vị trí và vai trò của động cơ đốt trong...1
3. Định nghĩa và phân loại động cơ đốt trong...1
3.1 Động cơ động cơ đốt trong là một loại động cơ nhiệt...1
Hình 1-1. Động cơ đốt trong thuộc họ động cơ nhiệt...1
3.2 So sánh động cơ đốt trong với các động cơ nhiệt khác...2
3.2.2 Nhợc điểm...2
3.3 Phân loại động cơ đốt trong...2
Động cơ tĩnh tại nh máy phát điện, động cơ tàu thuỷ, động cơ ô tô và xe máy, động cơ máy kéo, động cơ tàu hoả, động cơ máy bay...4
4 Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong...5
4.1 Những khái niệm và định nghĩa cơ bản...5 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.2 Nguyên lý làm việc của động cơ bốn kỳ không tăng áp...5
4.3 Nguyên lý làm việc của động cơ hai kỳ...7
5. So sánh động cơ xăng và động cơ Diesel...8
6. So sánh động cơ bốn kỳ và động cơ hai kỳ...8
7. Các bộ phận tĩnh...9
7.2. Thân máy...12
7.3. Cácte...15
Chơng 2.: hệ thống bôi trơn...15
1. Nhiệm vụ...15
2. Các phơng án bôi trơn - u, nhợc điểm...16
2.1. Bôi trơn bằng phơng pháp vung té...16
2.2. Bôi trơn bằng phơng pháp pha dầu trong nhiên liệu...16
2.3. Phơng án bôi trơn cỡng bức...17
3. Kết cấu các bộ phận trong HTBT...20
3.1. Bơm dầu...20
Chơng 3: Hệ thống làm mát...22
1. Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu...22
2. Kiểu làm mát bằng không khí...22
3. Hệ thống làm mát bằng nớc...23
3.1. Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi...23
3.2. Hệ thống làm mát kiểu đối lu tự nhiên...24
3.3. Hệ thống làm mát tuần hoàn cỡng bức...25
3.3.1. Hệ thống làm mát một vòng hở...25
3.3.2. Hệ thống làm mát cỡng bức 2 vòng...26
3.3.3. Hệ thống làm mát cỡng bức tuần hoàn kín một vòng...26
3.3.4. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát kiểu cỡng bức 2 vòng tuần hoàn kín...27
4. So sánh hệ thống làm mát bằng không khí và hệ thống làm mát bằng nớc...28
5. Kết cấu các chi tiết trong hệ thống làm mát...29
5.3. Bơm nớc:...31
5.4. Van hằng nhiệt...32 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chơng 4. Hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel...34
1. Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu...34
1.1. Chức năng:...34
1.2. Yêu cầu :...34
1.3. Phân loại :...35
2. Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng bơm cao áp dãy...35
2.1. Sơ đồ tổng quát hệ thống và nguyên lý chung...35
2.2. Kết cấu các chi tiết trong hệ thống...36
2.2.1. Bơm chuyển nhiên liệu:...36
Hình 9.8. Cấu tạo của bơm cao áp dẫy...38
Hình 9.9. Sơ đồ cấu tạo một phân bơm...39
3. Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng bơm phân phối...40
3.1. Sơ đồ tổng quát hệ thống và nguyên lý chung...40
3.2. Kết cấu các chi tiết trong hệ thống...42
Hình 9.69. Cấu tạo và hoạt động kim phun vòi phun kín lỗ tia kín...43
Hình 9.70. Cấu tạo của kim phun vòi phun kín lỗ tia hở...44
4.1. Sự phát triển của hệ thống nhiên liệu Common-Rail...45 4.2. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động :...45 3. Vòi phun:...48