Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.3. ĐIỀU CHỈNH GÓC PHUN SỚM CHO ĐỘNG CƠ DIESEL
Việc phun nhiên liệu diesel vào buồng đốt được điều khiển bằng cam thông qua bơm cao áp và vòi phun. Mỗi một loại động cơ cụ thể đều có một góc phun sớm nhất định mà tại đó nhiên liệu phun vào xi lanh có thể cháy hoàn toàn.
Sở dĩ có góc phun sớm đối sớm động cơ diesel vì tính chất cháy của dầu diesel. Để cháy được dầu phải cần một thời gian nhất định, người ta gọi nó là thời gian trì hoãn sự cháy, mặc dù nó vô cùng ngắn, để nó hấp nhiệt rồi bốc hơi hoàn toàn và cháy.
Động cơ sử dụng dầu FO có góc phun sớm lớn hơn so với động cơ dùng dầu DO (dầu diesel thường bán ở các cây xăng) có cùng chế độ tốc độ.
Động cơ có tốc độ càng lớn thì góc phun sớm càng lớn và ngược lại.
Góc phun sớm của từng động cơ được xác định phụ thuộc vào nhà sản suất động cơ đã thiết kế. Nhìn chung, các động cơ thấp tốc có góc phun sớm nằm trong dải 8 tới 12 độ. Động cơ cao tốc có góc này tới 30 độ. Động cơ có tốc độ trung bình thì có góc phun sớm nằm ở khoảng giữa của các giá trị kinh nghiệm nêu trên.
Nhiên liệu đựơc phun sớm quá (góc phun sớm lớn) dễ gây gõ động cơ, tức là động cơ làm việc không êm ái. Nếu phun muộn quá (có góc phun sớm nhỏ) thì dễ gây khói đen do dầu cháy không hết.
Khi máy đã làm việc lâu dài, tình trạng kỹ thuật của động cơ giảm, góc phun sớm thường được điều chỉnh theo chiều hướng tăng lên, tức là dầu thường được phun sớm hơn. Có những động cơ thấp tốc thường dùng cam rời, các cam này thường bị xoay đi do ảnh hưởng lực tì của thanh đẩy bơm. Do vậy yêu cầu chỉnh góc phun sớm được đặt ra.
Ngày nay với công nghệ mới điều khiển điện tử được áp dụng cho bơm cao áp và vòi phun CR (Common Rail), góc phun sơm sẽ thực hiện bằng một chương trình phần mêm tích hợp trong một thiết bị gọi là Engine Control Unite (ECU). Thông thường việc chỉnh góc phun sớm sẽ được thực hiện tự động và việc chỉnh như vậy là một hoạt động bình thường của ECU khi động cơ hoạt động.
2.3.2 Các phương pháp điều chỉnh góc phun sớm động cơ Diesel.
Chỉnh góc phun sớm bằng cách xoay cam hoặc theo hướng quay (giảm góc phun sớm) của máy hoặc xoay ngược lại (tăng góc phun sớm) khi piston đang ở ĐCT (với động cơ 4 kỳ thì piston sẽ có hai lần ở ĐCT, thì ĐCT của piston ta đặt phải ở kỳ nén). Xác định ĐCT của từng piston là qua độ chia trên bánh đà. Trường hợp này dùng cho máy có cam rời. Đối với máy có cam liền, để chỉnh ta phải xoay cả cam cũng với điều kiện các piston đang ở ĐCT của kì nén khi đã tháo bánh răng trung gian hoặc tháo xích cam ra.
Đối với động cơ sử dụng hệ thống nhiên liệu Common Rail và không có cam, việc chỉnh góc phun sơm nếu cần sẽ thực hiện bằng một chương trình phần mềm tích hợp trong một thiết bị gọi là Engine Control Unite (ECU).
Việc chỉnh góc phun sớm sẽ được thực hiện một cách tự động bởi ECU khi có sự thay đổi các yếu tố ảnh hưởng đến góc phun sớm.
2.3.3 Cách điều chỉnh góc phun sớm ở động cơ thí nghiệm EV2600
Động cơ diesel Vikyno-EV2600 là động cơ 01 xy lanh nên chỉ dùng 01 bơm cao áp dạng rời và được dẫn động bằng cam như trên hình vẽ 2.3. Vì vậy việc điều chỉnh góc phun sớm được thực hiện một cách đơn giản thông qua các lá đệm điều chỉnh; lắp ghép giữa bơm với thân động cơ như trên hình 2.3.
Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý truyền động của bơm cao áp.
Hình 2.4. Bơm cao áp và các tấm đệm điều chỉnh góc phun sớm
Theo nhà chế tạo động cơ Vikyno-EV2600, việc điều chỉnh góc phun sớm được thực hiện thông qua các lá đệm điều chỉnh dày 0,1[mm] ứng với góc thay đổi tương ứng +/- 1,5 [độ] góc quay trục khuỷu.
Để tăng góc phun sớm (sớm hơn góc chuẩn) thì lấy bớt đệm điều chỉnh.
Khi lấy bớt các tấm đệm điều chỉnh, bơm được dịch sâu vào trong thân động cơ; tiến gần hơn với cam áp trục bơm, vì vậy trục bơm sẽ được nâng sớm hơn.
Cứ lấy bớt 01 tấm đếm 0,1[mm], bơm sẽ phun sớm hơn 1,5 độ góc quay trục khuỷu, nếu lấy bớt 02 tấm đếm 0,1[mm], bơm sẽ phun sớm hơn 3,0 độ góc quay trục khuỷu. Và bơm chỉ cho phép điều chỉnh nhiều nhất ứng với 3 tấm đệm (kể cả việc điều chỉnh theo chiều ngược lại, phun muộn hơn). Từ đó, ta có bảng 2.3 tổng hợp mối quan hệ giữa các lá đệm và góc phun sớm .
Bảng 2.3. Tổng hợp mối quan hệ giữa các lá đệm và góc phun sớm .
TT Góc phun sớm Số lá đệm Kí hiệu
1 Góc phun sớm chuẩn (θs) 180 3
2 Góc phun sớm 16,50 (θs-1,50) 4 +1DEM 3 Góc phun sớm 15 0 (θs-30) 5 +2DEM 4 Góc phun sớm 19,50 (θs+1,50) 2 -1DEM 5 Góc phun sớm 210 (θs+30) 1 -2DEM