10. Van điều tiết hỗn hợp; 11 Vòi phun xăng.
4.5.1. Các bộ phận trong hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu bơm nhánh
4.5.1.1.Bình lọc dầu
Trong dầu Gas- oil có lẫn nhiều tạp chất cứng và nước. Mặc dù các tạp chất này rất nhỏ nhưng vẫn có thể phá hỏng bơm cao áp và vòi phun do các chi tiết chính của các bộ phận này được chế tạo với độ chính xác rất cao < 1/1000 mm. Ngoài ra nước có lẫn trong nhiên liệu sẽ làm cho nhiên liệu không cháy được lúc phun vào buồng đốt, đồng thời làm cho piston bơm, kim phun kẹt cứng trong xy lanh bơm và trong cối kim phun gây nên gẫy hỏng các chi tiết của hệ thống.
Do đó, nhiên liệu dùng cho động cơđiezen cần phải lọc thật kỹ trước khi đưa vào bơm cao áp. Thông thường trên động cơđiezen nhiên liệu phải qua ba lần lọc: lọc sơ cấp (thô), lọc thứ cấp (tinh) và lọc lần cuối nơi kim phun.
* Lọc sơ cấp (thô)
Bình lọc sơ cấp đặt giữa thùng nhiên liệu và bơm tiếp vận. Lõi của bình lọc thường được làm bằng lưới thau có lỗ thưa khoảng 0,1mm, quanh lõi lọc có một cái cào. Khi ta xoay núm phía dưới bầu lọc, cào sẽ làm rơi các cặn bẩn quanh lõi lọc xuống đáy báu lọc. Nút xả cặn bẩn và nước được bố trí phía dưới đáy bầu lọc.
Lõi lọc thứ cấp thường được làm bằng giấy xốp gấp thành nhiều lớp để tăng diện tích tiếp xúc với nhiên liệu. Có loại làm bằng vải hay nỉ, có loại làm bằng sợi to quấn quanh ống đục lỗ. Lõi lọc thứ cấp có hai loại: loại rửa được và có thể sử
dụng lại và loại phải thay mới sau một thời gian sử dụng.
Trên hình 1.29 giới thiệu cấu tạo của loại bình lọc sơ cấp và thứ cấp. Ngoài ra trong một số bình lọc, để tránh hiện tượng bị tắc bình lọc do tách parafin trong nhiên liệu ở thời tiết lạnh, người ta còn lắp thêm bộ sưởi điện.
4.5.1.2. Bơm chuyển nhiên liệu (tiếp vận)
Trong các loại hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ điêzen có sử dụng nhiều loại bơm áp suất thấp khác nhau như bơm màng, bơm piston, bơm bánh răng, bơm cánh gạt... kiểu piston được sử dụng phổ biến trong hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu bơm nhánh (bơm hệ Bosch). Trong khuôn khổ chương trình chúng tôi chỉ giới thiệu loại bơm áp suất thấp kiểu piston trong hệ thống cung cấp nhiên liệu của bơm cao áp hệ bosch.
a. Cấu tạo
Cụm bơm áp suất thấp loại này bao gồm hai hệ thống: bơm tay (dùng trong trường hợp khi động cơ chưa làm việc) và bơm máy. Cụm bơm tay bao gồm piston và xilanh bơm, nắp của bơm tay có gia công ren để vặn chặt với xilanh bơm khi không làm việc. Cụm bơm máy bao gồm piston bơm tựa trên cần đẩy, piston bơm chia xilanh thành 2 khoang A và B. Khoang phía trên của piston nối với
đường dầu nạp vào trong bơm, tại của nạp có lắp van để chỉ cho dầu đi vào trong khoang bơm mà không cho đi ngược trở ra. Khoang này thông với khoang phía dưới của piston qua van xả, khoang phía dưới của piston thông với cửa xả, nối với bình lọc tinh của hệ thống. Phía trên piston có lắp một lò xo đẩy, lò xo này có sức căng tương đương với áp lực dầu bơm. Phía dưới piston tựa trên cần đẩy, cần đẩy tựa trên con đội, con đội được điều khiển bởi một trục cam lệch tâm, trong quá trình làm việc cam lệch tâm quay đồng bộ vai chếđộ làm việc của động cơ.
Hình 1.30. Sơđồ cấu tạo và hoạt động của cụm bơm áp xuất thấp
1. Piston bơm; 2. Thân bơm; 3. Van xả; 4. Bu lông nối với đường dầu xả; 5. Con đội; 6. Cần đẩy; 7. Xilanh bơm tay; 8. Nắp bơm tay; 9. Piston bơm tayl 10. Van nạp; 11. Lò xo bơm; 12. Cửa nạp. 7. Xilanh bơm tay; 8. Nắp bơm tay; 9. Piston bơm tayl 10. Van nạp; 11. Lò xo bơm; 12. Cửa nạp.
b. Hoạt động
Khi động cơ chưa làm việc nếu cần bơm dầu lên bình lọc tinh ta phải sử dụng bơm tay, để bơm dầu ta vặn mở nắp bơm tay điều khiển piston bơm. Khi piston bị
kẻo lên phía trên thể tích khoang xilanh tăng lên áp suất dầu tại đây giảm do vậy van nạp mở dầu từ đường ống sẽ nạp vào trong khoang xilanh bơm. Khi đẩy piston xuống trước tiên van nạp đóng lại, do thể tích khoang xilanh giảm áp suất dầu tại đây tăng lên khi áp suất dầu đủ lớn sẽ đẩy van xả mở ra để dầu đi lên bình lọc tinh. Sau khi đã bơm đủ áp suất dầu xắn thiết ta vặn chặt nắp đậy bơm tay để
dầu không chảy ra ngoài khi động cơ làm việc.
Khi động cơ làm việc trục cam điều khiển bơm làm việc, khi cam tác động thông qua con đội và cần đẩy piston bơm bị đẩy lên phía trên nén lò xo bơm lại, lúc này thể tích khoang phía trên của piston bị giảm, vạn nạp đóng khi áp lực của
đầu đủ lớn sẽ đẩy van xả mở ra để dầu đi từ khoang phía trên của piston xuống khoang phía dưới (do thể tích của khoang phía dưới tăng lên nên áp suất dầu tại
khoang này không thay đổi trong suốt quá trình di chuyển lên của piston). Khi cam thôi không tác động lúc này do sức căng của lò xo bơm piston bị đẩy xuống phía dưới, thể tích khoang phía trên tăng lên áp suất dầu tại đây giảm nên van xả đóng lại van nạp mở ra dầu từ ống dầu nạp đi vào khoang xilanh. Khoang phía dưới của piston lúc này có thể tích giảm dần, áp suất tại đây tăng lên nên sầu bị đẩy lên bình lọc tinh. Khi áp suất dầu trên bình lọc tinh đã đủ lớn và cân bằng với sức căng của lò xo thì piston không bị đẩy xuống dưới nữa, dầu không bơm lên nữa trong khi bơm vẫn làm việc (cần đẩy và piston tách rời nhau nên cần đẩy di chuyển nhưng piston vẫn đứng yên) đây là hành trình không bơm của cụm bơm. Khi áp suất của dầu trên bình lọc tinh giảm xuống nhỏ hơn sức căng của lò xo bơm piston lại bị đẩy xuống và dầu lại được bơm đi bơm dầu lại trở về trạng thái làm việc bình thường.
4.5.1.3. Bơm cao áp
Bơm cao áp có nhiệm vụ cung cấp vào buồng đốt một lượng nhiên liệu nhất
định phù hợp với chế độ làm việc của động cơ dưới một áp suất nhất định và ở
một thời điểm nhất định. Yêu cầu quan trọng với bơm nhiên liệu áp suất cao của
động cơ nhiều xilanh là phải đảm bảo cung cấp vào mỗi xilanh phải đều nhau và phải thay đổi phù hợp với tải trọng thay đổi của động cơ và thời điểm cung cấp vào mỗi xilanh phải cố định nhằm mục đích nhận được tải trọng đều nhau trong các xilanh, phòng ngừa sự quá tải trong mỗi xilanh riêng biệt. Hiện nay trong các loại động cơ điêzen dùng cho máy kéo và thô có hai loại bơm nhiên liệu cao áp phổ biến là: bơm nhiên liệu có nhiều piston - xilanh và bơm nhiên liệu một piston. Loại bơm nhiều cụm piston - xilanh thì mỗi nhánh bơm sẽ cung cấp nhiên liệu cho một xilanh, loại này có hai dạng: dạng thứ nhất khống chế thời điểm bắt đầu phun còn thời điểm kết thúc phụ thuộc vào lượng 'nhiên liệu cung cấp nhiều hay ít, dạng thứ hai thì khống chế thời điểm kết thúc phun nhiên liệu. Hai dạng bơm này đều có những ưu nhược điểm riêng biệt về thời điểm và thời gian phun nhiên liệu nhất là khả năng tựđiều chỉnh góc phun sớm theo góc quay của trục cơ. Trên các loại
động cơ điêzen sử dụng phổ biến trong nông nghiệp hiện nay thường dùng loại bơm cao áp dạng bơm nhánh nên trong tài liệu này chúng tôi chỉ giới thiệu kết cấu của loại bơm này. Cấu tạo của cụm piston - xilanh và van triệt hồi của bơm được thể hiện trên hình 1.31.
a. Cấu tạo
Cụm bơm cao áp bao gồm hai phần lớn đó là cụm các chi tiết của bơm và bộ điều tốc. Bộđiều tốc có nhiệm vụ tựđộng điều chỉnh sự làm việc của bơm cao áp theo chếđộ làm việc của động cơ, cấu tạo và nguyên lý làm việc của bộ phận này chúng tôi sẽ giới thiệu ở mục sau. Cụm các chi tiết của bơm bao gồm hai phần là các chi tiết bơm và van triệt hồi. Các chi tiết bơm bao gồm piston bơm, xilanh bơm, hệ thống điều khiển piston bơm, cam bơm... Xilanh bơm được chế tạo bằng thép và chế tạo thành từng cặp với piston bơm, mặt trong của xilanh được gia công phẳng, nhẵn, mặt ngoài của bơm được gia công thành hai phần hình trụ có
đường kính khác nhau để lắp lên thân bơm. Phần hình trụ lớn ở phía trên có gia công lỗđể lắp vít định vị. để không cho xilanh xoay trong quá trình bơm làm việc. Trên phần này có khoan hai lỗ thông vào phía trong để nạp và xả dầu, hai lỗ này cùng thông với rãnh nạp hình chữ n, rãnh nạp nối với đường dầu từ bình lọc tinh
đến. Lỗ nạp trên xilanh bơm nằm ở vị trí cao hơn lỗ xả. Mặt phía trên của xilanh
được gia công phẳng, nhẵn để kín khít với bề mặt phía dưới của van triệt hồi. Piston bơm có dạng chung là hình trụ, mặt ngoài của piston được gia công phẳng, nhẵn, khe hở giữa piston và xilanh bơm là 1/1000 mm. Đầu phía trên của piston có khoan lỗ xuyên tâm, bên hông của piston có gia công lỗ khoan ngang thông với lỗ
có gia công rãnh xoắn, nhiên liệu từ phía trên của piston theo lỗ 'khoan, theo rãnh xoắn thoát ra cửa xả khi rãnh xoắn tiếp xúc với cửa này. Để bôi trơn cho cụm chi tiết piston và xilanh bơm phải sử dụng trực tiếp bằng nhiên liệu do khe hở giữa piston quá nhỏ, để giữ nhiên liệu bôi trơn ở phần thân phía dưới của piston có gia công 2 trình vòng để chứa nhiên liệu. Trên phần đuôi của piston bơm có gia công mặt tựa để lắp đĩa tựa lò xo bơm, đuôi của bơm có thế gia công dạng thước hình chữ L hoặc có lắp bạc liên kết với vành răng điều khiển. Thông qua bạc lắp ở phần
đuôi piston, piston liên kết với tay thước điều khiển, thông qua bộđiều tốc nối với tay hoặc chân ga đểđiều khiển lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ nhằm thay
đổi chếđộ làm việc của động cơ. Thông qua con đội piston bơm tựa trên mấu cam
điều khiển, trong quá trình làm việc khi mấu cam tác động piston bị đẩy lên còn khi mấu cam không tác động thì piston sẽ bị lò xo đẩy xuống.
Van triệt hồi lắp ở phía trên piston với nhiệm vụ chỉ cho nhiên liệu với áp suất nhất định đi qua và không cho nhiên liệu từống dẫn cao áp quay trở lại bơm. Van bao gồm phần yên van được lắp tỳ sát vào phía trên của xilanh bơm, mặt trong của yên van có dạng hình côn, phía dưới của yên van có khoan lỗ để dẫn hướng cho thân van chuyển động và cho dầu đi qua. Thân van chia thành 2 phần, phần đuôi có tiết diện cắt ngang hình chữ thập để dẫn hướng chuyển động cho thân van và cho nhiên liệu đi lên phía trên, phía trên của đuôi van có gia công 1.mặt bích phẳng để nhận lực tác động của áp suất dầu khi bơm làm việc. Phần thân van có gia công dạng mặt côn để khớp với mặt côn trên yên van nhằm làm kín khít và để đóng mở cho nhiên liệu đi qua hay không: Ở phía trên của yên van có lắp một lò xo với tác dụng luôn đẩy yên van đóng kín trong ổ đặt khi bơm không làm việc, sức căng của lò xo được chọn tương thích với áp suất bơm dầu.
b. Hoạt động
Khi cam không tác động (ở các kỳ làm việc như sinh công, xả, nạp) piston bơm bị lò xo đẩy xuống phía dưới. cửa nạp trên xilanh bơm mở dầu từ rãnh nạp nạp vào trong xilanh bơm. Vào thời điểm cần cung cấp nhiên liệu mấu cam tác
động đẩy piston di chuyển lên phía trên, trước tiên piston đóng cửa nạp lúc này khoang xilanh phía trên của piston là khoang kín nên nhiên liệu bị nén lại khi áp lực của nhiên'iệu đủ lớn nhiên liệu tác động vào mặt bích trên đuôi van triệt hồi đẩy thân van triệt hồi lên phía trên (nén lò xo lại), van triệt hồi mở, nhiên liệu được cung cấp đến kim phun. Quá trình này tiếp tục diễn ra đến khi mặt vát trên thân piston tiếp xúc với cửa xả, lúc này nhiên liệu từ phía trên của piston đi qua lỗ khoan xuyên tâm qua lỗ khoan ngang qua rãnh vát thoát ra cửa xả nhiên liệu ở phía trên của piston không còn áp suất. Do sức căng của lò xo van triệt hồi lập tức đóng lại ngừng quá trình cung cấp nhiên liệu trong khi piston vẫn di chuyển lên phía trên. Để điều chỉnh lượng nhiên liệu bơm lên kim phun- thông qua bộđiều tốc ta xoay tay thước
hay muộn để nhiên liệu thoát trở về cửa xả nhanh hay chậm.