2.2 Bơm cao áp
2.2.2 Bơm phân phối
Bơm VE lắp trên các xe TOYOTA, IVESCO là loại bơm phân phối sử dụng điều tốc cơ khí ly tâm đa chế. Hình phối cảnh bơm VE và mặt cắt bơm IVESCO giới thiệu trên hình 12 và hình 13.
Hình 2.6 Bơm VE
1- Trục dẫn động; 2-Bơm cung cấp; 3-Con lăn; 4-Vành cam; 5-Bộ điều chỉnh thời điểm phun; 6-Bạc xả; 7-Pít tơng; 8-Van triệt áp; 9-Ốc dầu; 10- Đường dầu vào bơm; 11-Cần điều khiển
bạc xả; 12-Vít điều chỉnh lưu lượng lớn nhất; 13-Vít hạn chế vịng quay khơng tải; 14-Vít hạn chế vòng quay lớn nhất; 15-Bộ điều tốc.
49
Hình 2.7. Mặt cắt bơm phân phối động cơ IVESCO
1-Vít điều chỉnh; 2-Chốt hạn chế; 3-Đầu tỳ; 4-Chốt tỳ; 5-Mặt côn; 6-Tấm bổ trợ ga; 7-Vỏ hộp điều tốc; 8-Bơm cung cấp thấp áp; 9-Trục dẫn động; 10-Vành con lăn; 11-Bộ điều chỉnh phun sớm; 12-Pít tơng; 13-Rắc co dầu; 14-Nắp bơm; 15-Giá; 16-Vít chỉnh lưu lượng; 17-
Đường dầu hồi; 18-Dầu rò rỉ từ vòi phun; 19-Vỏ van bù độ cao; 20-Lò so
2.2.2.1 Đặc điểm của bơm phân phối VE
- Bơm dầu thấp áp (8) nằm trong khoang bơm cao áp, lƣợng dầu thấp áp đựoc chứa đầy trong khoang và hồi về thùng dầu bằng một lỗ nhỏ (khơng có van một chiều trên đƣờng hồi).
- Cam dẫn động pít tơng (10) là loại cam đĩa, có các vấu cam (nhƣ các sóng chạy quanh chu vi vành cam) tì lên các con lăn, số vấu cam và con lăn bằng số xy lanh động cơ. Vành cam nối ngàm với trục dẫn động, cịn pít tơng đƣợc ngàm với vành cam.
- Trục con lăn đƣợc lắp lên một vòng riêng, vòng này đƣợc giữ bởi cơ cấu điều khiển thời điểm phun (11), khi cơ cấu điều khiển thời điểm phun dịch chuyển sẽ cho phép vịng con lăn lắc quanh vị trí ban đầu.
50
- Bộ điều tốc (7) kiểu cơ khí ly tâm đa chế, có thay đổi sức căng ban đầu lị so. Khi hoạt động, các quả văng điều tốc đẩy khớp trƣợt dịch chuyển và tác động vào đòn bẩy, làm bạc xả trƣợt trên thân pít tơng, nhờ vậy điều chỉnh đƣợc hành trình cung cấp nhiên liệu của bơm.
- Nắp bơm mang các rắc-co nối với ống dầu cao áp lên vịi phun; Trong rắc-co dầu có lắp van triệt áp.
2.2.2.2 Sơ đồ đường nhiên liệu trong bơm VE
Hình 2.8 Sơ đồ đường nhiên liệu trong bơm VE
1-Lọc nhiên liệu; 2-Đòn kéo lò so; 3-Ốc dầu hồi; 4-Vít điều chỉnh lượng dầu cực đại; 5-Khoang bơm; 6-Đường dầu rò rỉ; 7-Vòi phun; 8-Ống dầu cao áp; 9-Bạc xả; 10-Pít tơng bơm; 11-Vành cam; 12-Bộ điều chỉnh tự động góc phun sớm; 13-Thùng nhiên liệu; 14-Bơm tay; 15-Đường dầu vào bơm thấp áp; 16-Bơm cung cấp thấp áp; 17-Van ổn áp; 18-Bộ điều tốc
Nguyên lý hoạt động của đƣờng nhiên liệu trong bơm VE:
Bơm nhiên liệu thấp áp (16) cung cấp dầu chứa đầy khoang bơm cao áp, dầu hồi sẽ theo van tiết lƣu (3) để về thùng; Van (17) có tác dụng ổn định áp suất nhiên liệu cung cấp. Đƣờng hút của bơm thấp áp đƣợc thơng với một đầu của pít tơng (12) của bộ điều chỉnh phun sớm, đầu bên kia của pít tơng nối với khoang bơm (đƣờng đẩy của bơm thấp áp) tạo ra độ chênh áp phía trƣớc và phía sau pít tơng điều chỉnh. Bơm tay (14) để mồi dầu xả khí lúc ban đầu cho hệ thống. Trên đƣờng dầu vào xy lanh bơm cao áp có lắp van chặn kiểu điện từ để tắt máy.
51
2.2.2.3 Bộ điều tốc và cơ cấu điều khiển nhiên liệu của bơm VE
Hình 2.9 Cơ cấu điều khiển nhiên liệu bơm VE
1- Lị so chính; 2-Lị so khơng tải; 3-Vít hạn chế lượng nhiên liệu lớn nhất; 4-Van điện từ tắt máy; 5-Khoang nén; 6-Bạc xả; 7-Cần điều khiển bạc xả; 8-Lò so khởi động;
9-Cần bẩy; 10-Giá mang; 11-Khớp trượt; 12-Quả văng.
Bộ phận điều khiển nhiên liệu bao gồm:
Bạc xả (6) lắp trƣợt trên pít tơng bơm; Địn bẩy (7) có đầu cầu cài vào rãnh bạc xả; Khớp trƣợt (11) đƣợc các quả văng (12) tì vào một đầu, đầu kia của khớp tì vào địn bẩy; Khối quả văng gồm 4 mảnh đƣợc đặt trong một hộp và đƣợc dẫn động quay nhờ cặp bánh răng ăn khớp nối từ trục lên; Lị so chính điều tốc mắc giữa địn kéo do ngƣời lái điều khiển và giá (10), từ đó qua cần bẩy (9) tác động vào cần điều khiển bạc xả để ln ln ép cho cần này tì vào khớp trƣợt (11); Vít điều chỉnh (3) tựa vào đầu giá (10) có tác dụng giữ cho giá cố định tại một vị trí, khi điều chỉnh vít này làm đầu giá (10) lắc qua tâm quay nhờ vậy làm vị trí bạc xả tiến lên hoặc lùi lại so với vị trí ban đầu, tức là thay đổi đƣợc lƣợng nhiên liệu cung cấp nhiều hơn hoặc ít đi. Chỉ đƣợc phép điều chỉnh vít (3) khi đƣa bơm lên băng thử.
2.2.3.4 Nguyên lý hoạt động của bộ điều tốc bơm VE
Bộ điều tốc bơm VE gồm 4 mảnh đối trọng (quả văng) nằm trong vỏ hộp và vỏ đƣợc dẫn động quay. Các chân quả văng tỳ vào khớp trƣợt, còn khớp trƣợt lại tỳ vào địn điều khiển bạc xả. Lị so chính điều tốc mắc một đầu vào tay ga, một đầu mắc vào cần bấy.
52 Bộ điều tốc hoạt động qua các chế độ sau:
a. Kỳ khởi động
Do tốc độ khởi động rất chậm nên lò so lá khởi động (2) sẽ đẩy đòn bẩy (1) và khớp trƣợt dịch hết sang trái, làm các quả văng (6) cụp lại hoàn tồn. Đầu địn bẩy mang bạc xả (3) lúc này sẽ dịch chuyển hết sang phải, đẩy bạc xả lên vị trí cao nhất nhờ vậy lƣợng nhiên liệu đƣa lên vòi phun nhiều nhất, giúp cho động cơ khởi động dễ dàng.
b. Chạy không tải và tăng tốc
Khi động cơ đã nổ máy, tốc độ động cơ tăng lên khiến lực ly tâm của quả văng thắng lực của lò so lá khởi động, đòn bẩy mang bạc xả bị đẩy lên phía trƣớc làm bạc xả lùi về phía sau, lƣợng nhiên liệu do bơm cung cấp sẽ giảm xuống mức tối thiểu, giữ cho động cơ chạy đƣợc ở chế độ chạy chậm không tải. Ở chế độ chạy không tải, tay ga để ở trạng thái tự do (lị so chính điều tốc không làm việc).
Khi ngƣời lái kéo tay ga, lị so chính sẽ tác động vào giá mang đòn bẩy (2) và kéo đầu đòn bẩy sang trái, vì vậy bạc xả chuyển dịch sang phải làm tăng lƣợng nhiên liệu cung cấp, động cơ sẽ đƣợc tăng tốc. Nếu giữ nguyên vị trí tay ga, mọi dao động của tốc độ động cơ sẽ đƣợc bộ điều
tốc điều chỉnh tự động tại một giá trị vòng quay ổn định nhờ sự cân bằng giữa lực lò so và lực ly tâm của quả văng điều tốc.
Hình 2.10 Điều tốc kỳ khởi động 1. Đòn bẩy 2. Lò so khởi động 1. Đòn bẩy 2. Lò so khởi động 3. Bạc xả 4. Vòi phun 5. Lỗ xả
6. Quả văng
Hình 2.11 Điều tốc kỳ không tải và tăng tốc và tăng tốc
1. Lị so chính 2. Giá mang địn bẩy 3. Vòi phun 4. Tay ga
53
c. Chạy quá tốc độ
Ở chế độ này tốc độ động cơ vƣợt quá trị số cho phép, lực ly tâm có trị số rất lớn sẽ đẩy đòn bẩy sang hết bên phải, bạc xả dịch chuyển tƣơng ứng sang trái và mở hoàn toàn lỗ xả nhiên liệu, bơm cao áp không cung cấp dầu lên vòi phun do đó động cơ mau chóng giảm tốc độ.
2.2.3.5 Bộ điều chỉnh tự động góc phun sớm trên bơm VE
Hình 2.13 Bộ điều chỉnh tự động góc phun sớm
1-Pít tơng bộ điều chỉnh; 2-Lị so; 3-Chốt kéo vành con lăn; 4-Vành con lăn; 5-Trục con lăn; 6-Chốt xoay.
Hình 2.12 Điều tốc kỳ chạy quá tốc độ tốc độ
1- Lị so chính 2-vịi phun; 3-khớp trượt; 4- quả văng
54
Khác với bộ điều chỉnh tự động góc phun sớm kiểu ly tâm đã giới thiệu ở trên, bộ điều chỉnh góc phun sớm trên bơm VE thuộc loại thuỷ lực, dựa trên 2 yếu tố là tốc độ và tải trọng.
Về kết cấu, bộ điều chỉnh này gồm một pít tơng (1) làm việc trong xy lanh, phía bên phải pít tơng thơng với đƣờng dầu ra của bơm cung cấp thấp áp, phía bên trái thơng với đƣờng hút của bơm thấp áp có lắp lị so cân bằng (2) để giữ cố định vị trí pít tơng. Trên pít tơng mang một chốt xoay (6) và chốt này lại mang chốt kéo vành con lăn (3). Vành con lăn này tì lên vành cam của bơm. (Xem sơ đồ đƣờng dầu và bơm VE).
Khi vòng quay tăng, bơm dầu thấp áp tăng lƣu lƣợng khiến áp suất dầu trong khoang bơm tăng, tạo nên sự chênh lệch áp suất giữa 2 phía của pít tơng, đẩy pít tơng sang bên trái. Do dịch chuyển của pít tơng nên chốt 3 lắc quanh tâm và kéo vành con lăn xoay theo chiều thuận kim đồng hồ. Vành cam bơm cao áp có chiều quay ngƣợc chiều kim đồng hồ nên sẽ gặp con lăn sớm hơn, tức là bơm cấp nhiên liệu sớm hơn.
Khi tải trọng tăng làm động cơ tiêu thụ dầu nhiều hơn, trong khi tốc độ không tăng, điều này dẫn đến nhiên liệu trong khoang bơm giảm áp và làm giảm lực tác dụng lên pít tơng; Lực lị so sẽ đẩy pít tơng sang phải vì vậy vành cam gặp vành con lăn muộn đi, góc phun nhờ vậy cũng muộn hơn so với lúc trƣớc