Hê thống cung cấp nhiên liệu làm nhiệm vụ lọc sạch nhiên, cung cấp lượng nhiên liệu phù hợp với mọi chế độ làm việc, bảo đảm quy luật cung cấp nhiên liệu tốt nhất ở mọi chế độ, phun tơi hòa trộn đều khắp buồng cháy, đảm bảo lượng cung cấp nhiên liệu đồng đều nhau cho mỗi chu trình cho từng xy lanh.
Để đáp ứng yêu cầu trên, hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ 6113-1B có các bộ phận sau: thùng chứa nhiên liệu , bầu lọc thô, bầu lọc tinh, bơm cao áp, vòi phun, các đường ống dẫn nhiên liệu. Sơ đồ nguyên lý được thể hiện trên hình 2.17.
Nhiên liệu được bơm thấp áp hút từ thùng chứa 1 qua bầu lọc thô 2 đẩy qua bầu lọc tinh 9 tới bơm cao áp qua đường ống 10 đến vòi phun, một phần nhiên liệu theo đường hồi dầu 12 quay trở lại thùng nhiên liệu .
Hình 2.17. Hệ thống cung cấp nhiên liệu
1-thùng nhiên liệu; 2- bầu lọc thô; 3- khớp nối; 4- cơ cấu đánh lửa sớm;5- bơm cao áp; 6- bơm thấp áp; 7- bộ điều tốc; 8- đường nhiên liệu thấp áp; 9- bầu lọc tinh; 10- đường nhiên liệu cao áp; 11- vòi phun; 12- đường hồi nhiên liệu.
2.5.1. Bơm cao áp(BCA)
Bơm cao áp lắp trên động cơ 6113-1B thuộc loại bơm một dãy có nhiều phân bơm lắp liền khối với bộ điều tốc đa chế độ .
Thân bơm được đúc bằng hợp kim nhôm thành một khối liền, trục cam lắp trong thân bơm và quay trên hai ổ bi. Trên trục có 6 vấu cam để dẫn động 6
pít tông thông qua con đội. Bánh lệch tâm trên trục làm nhiệm vụ dẫn động bơm thấp áp; đầu trục cam có dạng hình côn phay rãnh, trên đó có lắp bộ tự động thay đổi góc phun sớm, đầu kia của trục lắp đĩa quả văng bộ điều tốc đa chế độ. Con đội của các phân bơm kiểu con lăn; trục con lăn lắp chặt với con đội. Phía trên con đội có bu lông và đai ốc hãm để điều chỉnh thời điểm băt đầu phun nhiên liệu theo góc quay của trục cam. Kết cấu của bơm cao áp được thể hiện trên hình 2.18.
Hình 2.18. Bơm cao áp.
1- pít tông BCA; 2- khớp nối; 3- đĩa chia độ; 4- thân bơm cao áp; 5- bu lông; 6- thanh điều tốc; 7,10,12,14- đệm; 8- bơm thấp áp; 9- bu lông; 11- gu dông; 13- lò xo hồi vị.
Ở phần trên của thân bơm có hai rãnh chạy suốt theo hai phía sườn để dẫn nhiên liệu vào các lỗ nạp của xy lanh và dẫn nhiên liệu thừa ra ngoài, cả hai rãnh này thông với nhau bằng một lỗ khoan. Lỗ này dùng để thải không khí lẫn trong nhiên liệu ra ngoài.
Bộ đôi pít tông- xy lanh phân bơm là phần chủ yếu của phân bơm và được thể hiện trên hình 2.19. Bộ đôi gồm có xy lanh và pít tông được chế tạo bằng thép hợp kim và được nhiệt luyện đẻ đạt độ cứng cao. Sau đó được gia công tinh
và được rà khít với nhau theo từng bộ đôi. Xy lanh là ống trụ rỗng, phần trên xy lanh dầy hơn và có khoan 2 lỗ đối diện nhau dùng đẻ nạp đầy nhiên liệu vào khoang trên đỉnh pít tông và để thoát nhiên liệu. Cả 2 lỗ được nối với rãnh chữ Π gia công trong thân bơm.
Hình 2.19. Phân bơm
1- thanh răng; 2- vít; 3- lò xo; 4- đĩa lò xo; 5- bu lông điều chỉnh; 6- thân con đội; 7- con lăn; 8- ống xoay; 9- vành răng; 10- xy lanh; 11- pít tông; 12- van cao áp; 13- đế van.
Ở phần trên của pít tông có rãnh phay dọc trục, chúng nối thông với nhau và với rãnh cắt (đường rãnh nghiêng). Rãnh nghiêng cho phép thay đổi lượng nhiên liệu đưa vào động cơ mà không cần thay đổi hành trình hình học của pít tông. Rãnh vòng giữa của pít tông để phân bố đồng đều nhiên liệu theo chu vi, với chức năng bôi trơn các bề mặt làm việc cặp xy lanh- pít tông.
Ở phần dưới của pít tông có 2 vấu lồi và gờ bích, các vấu lồi lọt vào rãnh dọc của ống xoay 8. Cung răng 9 nối với thanh răng 1 và nối với ống xoay 8. Cung răng được giữ chặt trên ống xoay nhờ vít. Gờ bích dưới của pít tông dùng để hãm với đĩa của lò xo.
Pít tông được đẩy lên dưới tác dụng của cam thông qua con đội.
Để bảo đảm việc bắt đầu và kết thúc dứt khoát quá trình phun người ta lắp trên phía đầu xy lanh van cao áp.
Van cao áp gồm có thân 13 và van 12 được ăn khớp chính xác với mặt đầu xy lanh 10. Dưới tác dụng của lò xo, van đóng kín đường nhiên liệu cao áp đến vòi phun.
Trên hình 2.20 thể hiện nguyên lý hoạt động của phân bơm cao áp.
Hình 2.20. Sơ đồ nguyên lý làm việc của phân bơm cao áp.
1- khoang áp suất; 2- xy lanh phân bơm; 3- pít tông phân bơm; 4- cửa cấp; 5- cửa thải; 6- rãnh xoắn; 7- rãnh thẳng đứng; 8- đuôi pít tông.
Khi pít tông chuyển động lên trên, dưới tác động của con đội, nhiên liệu bị nén , pít tông đóng kín cửa nạp và cửa xả nhiên liệu, nhiên liệu đi qua van 3 sau khi thắng lực lò xo 2, theo đường ống cao áp đến vòi phun và phun tơi vào xy lanh. Khi mép rãnh nghiêng vừa trùng với lỗ thoát 5 của xy lanh ( hình 2.20) nhiên liệu từ khoang trên pít tông theo rãnh dọc pít tông tới rãnh chữ Π và trở lại. Dưới tác dụng của lò xo 2, van cao áp nhanh chóng hạ xuống rồi đóng lại và giải phóng thêm một phần thể tích trong ống dẫn cao áp làm giảm áp suất xuống nhanh, đồng thời duy trì 1 áp suất nhất định 6-8 MPa trên đường ống cao áp, như vậy việc ngừng cung cấp nhiên liệu một cách dứt khoát được thực hiện, vì áp suất trong ống dẫn cao áp giảm đi một cách đột ngột và vòi phun dừng ngay việc phun nhiên liệu.
Thời điểm kết thúc quá trình phun sớm hay muộn phụ thuộc vào vị trí tương đối của pít tông trong xy lanh, mép rãnh nghiêng càng gần mặt đầu của pít tông thì hành trình tích cực càng giảm, càng kết thúc sớm quá trình phun nhiên liệu. Lượng nhiên liệu do các phân bơm cung cấp được thay đổi bằng cách dịch chuyển thanh răng của bơm cao áp, nhờ vành răng 7 và ống xoay 9, pít tông xoay theo, do vậy hành trình tích cực sẽ thay đổi theo trong khi hành trình hình hoc không đổi.
Việc điều khiển thanh răng được thực hiện thông qua bộ điều tốc gắn ở phía sau bơm cao áp. Muốn điều chỉnh lượng cung cấp nhiên liệu đồng đều của các phân bơm thì nới lỏng vít hãm 2 của vành răng, xoay ống xoay 9 tương đối với cung răng rồi cố định trở lại. Mỗi phân bơm bắt đầu cấp nhiên liệu đến từng vòi phun trước lúc pít tông của động cơ tới điểm chết trên 140 ở hành trình nén tính theo góc quay trục khuỷu khi bộ tự động thay đổi góc phun sớm chưa tác động.
Thời điểm bắt đầu cấp nhiên liệu ở mỗi phân bơm được điều chỉnh bằng bu lông điều chỉnh 5 của con đội.
2.5.2. Bơm thấp áp
Bơm thấp áp dùng để hút nhiên liệu từ thùng nhiên liệu qua bầu lọc thô, tạo áp suất 0,3-0,5 MPa và đẩy nhiên liệu tới bầu lọc tinh, để nhiên liệu được lọc sạch trước khi đi vào bơm cao áp. Ngoài ra, trên cụm bơm thấp áp còn bố trí 1 bơm tay để cấp đầy nhiên liệu cho bơm cao áp trước khi khởi động động cơ và để xả sạch bọt khí khi cần.
Cấu tạo bơm thấp áp được thể hiện trên hình 2.21. Bơm thấp áp được cố định vào thân bơm cao áp và được dẫn động nhờ bánh lệch tâm trên trục cam của BCA. Bơm thấp áp gồm: thân bơm , pít tông, lò xo , con đội , van hút , van đẩy . Thân con đội có bạc dẫn được cố định với thân bơm bằng ren. Thanh đẩy và bạc hợp thành cặp lắp ghép chính xác. Pít tông của bơm được chế tạo bằng thép các bon thấp và được nhiệt luyện nhờ công nghệ xementit và tôi, pít tông được lắp vào lỗ gia công chính xác trên thân gang của bơm, khe hở mối ghép là 0,03 mm.
Việc đẩy nhiên liệu của bơm phụ thuộc vào sức cản thủy lực, tác dụng lên đỉnh pít tông bơm. Khi áp suất nhiên liệu trên đầu ra của bơm đạt tới giá trị nhất định thì pít tông 1 và con đội sẽ ngừng dịch chuyển và lò xo công ở trạng thái bị nén, cân băng với đối áp phía đỉnh pít tông.
Hình 2.21. Kết cấu bơm thấp áp.
1-bơm tay; 2 - lò xo van hút; 3- van hút; 4- con đội; 5- đũa đẩy con đội; 6- bạc dẫn hướng; 7- pít tông; 8- lò xo pít tông; 9- thân bơm; 10- van đẩy.
2.5.3 Bơm tay
Bơm tay dùng để bơm đầy nhiên liệu và xả không khí khỏi hệ thống cung cấp nhiên liệu trước khi khởi động động cơ. Bơm tay hoạt động theo nguyên tắc bơm pít tông một chiều.
2.5.4. Bộ tự động thay đổi góc phun sớm nhiên liệu
Bộ tự động thay đổi góc phun sớm nhiên liệu hoạt động theo nguyên lý ly tâm nhằm tự động tăng góc phun sớm theo mức độ tăng tốc động cơ.
Khi tốc độ của động cơ tăng lên, 2 quả văng tạo lực quán tính ly tâm lớn, thắng sức nén của lò xo làm cho cụm bị động xoay thêm 1 góc (về phía chiều quay) tương đối so với đầu nối của trục chủ động. Kết quả là trục cam xoay lệch đi một góc về phía chiều quay làm tăng thêm góc phun sớm nhiên liệu. Quả văng sẽ ngừng dịch chuyển khi lực ly tâm do chúng sinh ra cân bằng với lực nén của lò xo.
2.5.5 Vòi phun
Động cơ 6113-1B lắp vòi phun kiểu kín nhiều lỗ phun, áp suất nâng kim phum 22 MPa. Kết cấu vòi phun được thể hiện trên hình 2. 22.
Hình 2.22. Vòi phun
1-đệm; 2- đai ốc vòi phun; 3- mũi phun; 4- thân; 5,8,11,15- đệm; 6- thanh đẩy; 7- lò xo; 9- bu lông; 10- nút ren; 12- đầu nối ống hồi dầu; 13- bu lông rỗng long; 14- cút nối.
Mũi phun 3 được bắt chặt với thân 4 bằng đai ốc 2. Mũi phun và kim phun đều được nhiệt luyện và gia công tinh theo bộ đôi và chúng là cặp chi tiết siêu chính xác. Mặt côn tựa của đầu kim phun tì lên mặt côn trong khoang nhiên liệu của mũi phun và đóng kín đường thông tới các lỗ phun. Trên mặt đầu mũi phun có 3 lỗ khoan tạo thành các đường nhiên liệu dẫn tới khoang chứa nhiên liệu và tới lỗ phun. Ngoài ra trong thân vòi phun còn lắp lò xo, thanh đẩy ép đầu
kim phun tì lên mặt côn của mũi phun, phía trên thân có lắp bu lông với đường ống để dẫn nhiên liệu rò rỉ qua các khe hở về thùng chứa nhiên liệu.
2.5.6. Bầu lọc nhiên liệu
Trên động cơ 6113-1B có lắp hai bầu lọc nhiên liệu: bầu lọc thô và bầu lọc tinh.
2.5.6.1. Bầu lọc thô
Bầu lọc thô gồm có: cốc, lưới lọc hình côn rỗng, tấm phân phối để phân chia đều nhiên liệu chưa được lọc trên toàn bộ chu vi của bầu lọc. Nhiên liệu qua các khoang của bầu lọc qua lưới lọc đi ra theo đường dẫn nhiên liệu. Tại đây nhiên liệu sẽ được làm sạch khỏi tạp chất cơ khí có kích thước 0,09 mm, cặn đọng lại sẽ được xả qua nút xả.
2.5.6.2. Bầu lọc tinh
Nguyên liệu qua bầu lọc tinh và được lọc theo nguyên lý lọc thấm. Ruột lọc sẽ giữ những hạt tạp chất có kích thước ≥ 1µm. Sau một thời gian sử dụng người ta tháo bu lông để tháo lắp bầu lọc, ruột lọc để bảo dưỡng hoặc thay thế ruột lọc mới nếu cần.
Hình 2. 23. Bầu lọc tinh.
1-bu lông dẫn nhiên liệu vào; 2- đế bầu lọc; 3- bu lông xả khí;4- tấm lọc; 5- đệm làm kín; 6- bu lông dẫn nhiên liệu ra