10. Lò xo kimphun Hình 1.3 Cấu tạo các loại vòi phun
1.3.1.Thùng nhiên liệu
Hình 1.2 : Cấu tạo bình nhiên liệu 1:Ống đổ tấm ngăn nhiên liệu 2: Ống đổ nhiên liệu 3: Nút xả 4: Ống khóa
5: Lưới lọc 6: Cửa đổ nhiên liệu 7: Bộ truyền báo mức nhiên liệu
Thùng chứa nhiên liệu dùng để chứa nhiên liệu dự trữ để động cơ vận chuyển trong thời gian ổn định cỡ thùng lớn nhỏ tùy theo công suất và đặc tính động cơ. Thùng được dập bằng thép lá, bên trong có tấm ngăn để nhiên liệu bớt dao động. Nắp thùng có lỗ thông hơi, ống hút nhiên liệu được bố trí cao hơn đáy thùng khoảng 3cm.
Ở đáy thùng chỗ thấp nhất có một ốc để xả cặn bị lắng hay nước. Phía trên có ống dẫn nhiên liệu về.
Nếu thùng đặt cao hơn động cơ phải có van khóa khi tắt máy. Nếu thùng đặt thấp hơn động cơ, không cần van khóa nhưng phải có van 1 chiều ở lọc sơ cấp ngăn dầu trở về thùng chứa khi ngừng máy.
1.3.2. Vòi phun1.3.2.1. Chức năng1.3.2.1. Chức năng1.3.2.1. Chức năng 1.3.2.1. Chức năng
So với chi tiết trong hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ điezel thì vòi phun tuy có giá thành chế tạo không cao nhưng lại có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả làm việc và độ tin cậy của hệ thống nói riêng và của động cơ điezel nói chung. Đặc tính phun nhiên liệu, chất lượng hình thành hỗn hợp trong xi lanh của động cơ và diễn biến quá trình cháy phụ thuộc nhiều vào kết cấu và thông số của vòi phun.
Trong một số động cơ điezel vòi phun thực hiện các nhiệm vụ sau :
- Phun nhiên liệu do bơm cao áp cung cấp vào xi lanh của động cơ dưới một áp suất nhất định.
- Đảm bảo độ phun tơi, độ phun xa, số lượng và cấu trúc tia phun nhiên liệu phù hợp với hình dạng và kích thước buồng cháy, phương pháp hình thành hỗn hợp nhiên liệu.
- Cùng bơm cao áp vòi phun đảm bảo quá trình phun nhiên liệu được bắt đầu và kết thúc nhanh, dứt khoát.
1.3.2.2. Yêu cầu
Vòi phun là một trong các chi tiết làm việc trong điều kiện làm việc rất nặng nề vì đầu vòi phun tiếp xúc trực tiếp với khí cháy trong xi lanh động cơ vì vậy đối với vòi phun còn có thêm yêu cầu là. Độ bền cao, dễ thay thế và sửa chữa giá thành thấp
1.3.2.3. Điều kiện làm việc
- Trong quá trình làm việc bộ đôi kim phun phải làm việc với áp suất cao, vận tốc dòng nhiên liệu thay đổi đột ngột.
- Khi làm việc kim phun va đập với ổ đặt bị xói mòn của dòng nhiên liệu.
- Kim phun tiếp xúc với khí cháy, nhiệt độ cao, kim bị bó kẹt do muội than, bị tắc lỗ phun.
1.3.2.4. Phân loại
- Có nhiều cách phân loại vòi phun nhưng phân loại vòi phun căn cứ vào sự khác biệt tương đối rõ nét về kết cấu. Kim phun và đót kim (hay các thông số của vòi phun thì được chia làm hai loại vòi phun hở và vòi phun kín).
-Vòi phun hở là loại vòi phun đơn giản nhất chúng không có van kim để ngăn cách đường nhiên liệu cao áp với các buồng cháy giữa các lần phun nhiên liệu loại vòi phun này có nhược điểm cơ bản sau không thể đáp ứng được các nhiệm vụ đặt ra cho một vòi phun của động cơ điezel hiện đại. Hiện nay loại vòi phun này không được chế tạo và sử dụng nữa vì vậy chúng ta chỉ nghiên cứu loại vòi phun kín . Loại này gồm:
+Kim phun đót kín lỗ tia hở. + Kim phun đót kín lỗ tia kín
1.3.2.5. Cấu tạo vòi phun.
Cấu tạo của vòi phun cơ bản giống nhau, bao gồm các phần
1.Lỗ nhiên vào 2.Thân vòi phun
3.Đường dẫn nhiên liệu 4.Tấm chung gian
8. Đường nhiên liệu hồi
9. Căn đệm điều chỉnh
10. Lò xo kim phun Hình 1.3. Cấu tạo các loại vòi phun
11. Ti đẩy a)Vòi phun lỗ kim hở b)Vòi phun lỗ kim kín
12. Chốt định vị
13. Đót kim phun (đầu phun)
a.Thân vòi phun
Trên thân vòi phun có đường dầu vào, đường dầu hồi và vít xả không khí được bố trí ngay tại đai ốc bắt đường dầu vào tuỳ thuộc vào hình dạng và kết cấu của vòi phun mà cách bố trí đường dầu vào và đường dầu hồi khác nhau. Trong thân vòi phun còn có lò xo trụ đẩy ép kim phun đóng kín vào đế của nó ở đầu phun. Đối với một số loại vòi phun còn có vít để điều chỉnh sức căng của lò xo.
b.Đầu phun
Đầu phun có chứa kim phun và ổ đặt, phần dưới đầu phun có một hay nhiều lỗ tia phun, phần thân đầu phun có gia công lỗ dẫn dầu vào thông với đường dầu vào thân vòi phun.
Thân vòi phun được lắp với vòi phun bằng đai ốc trong phần đầu vòi phun cặp bộ đôi kim phun và đót phun là cặp chi tiết được gia công rất chính xác, độ bóng bề mặt kim phun và bề mặt tiếp xúc giữa phần mặt côn dẫn hướng kim phun và ổ đặt kim phun không nhỏ hơn Ra=12, khe hở giữa các mặt trụ phần dẫn hướng kim phun nằm trong khoảng 0,003 - 0,006 mm độ côn và độ ô van phần trụ không vượt quá 0,001- 0,002 mm
1.Thân vòi phun 2.Thân kim phun 3.Phần côn trên 4. Khoang áp suất 5. Lỗ phun
Hình 1.4. Cấu tạo của lỗ vòi phun kín
Đặc điểm cơ bản để nhận biết vòi phun là trên đầu van kim (hay kim phun) có một chốt hình dạng khác biệt. Nếu ta quan sát vòi phun chốt được lắp hoàn chỉnh ta có thể nhìn thấy một chốt nhỏ nhô ra từ lỗ phun khoảng 0,4 - 0,5 mm.
Thân vòi phun được làm bằng khối thép đúc định hình. Trên thân vòi phun có đường dầu vào (đường dẫn nhiên liệu 3), đường dầu hồi 8 và đai ốc 6 dùng để xả không khí. Tuỳ thuộc vào hình dạng và kết cấu của vòi phun mà cách bố trí đường dầu vào và đường dầu hồi khác nhau. Trong thân vòi phun có lò xo trụ 10 đẩy để ép ti đẩy và ti đẩy ép kim phun đóng kín vào đế kim phun 13 và ở phía trên có căn đệm điều chỉnh 9 để điều chỉnh sức căng của lò xo (đối với một số loại vòi phun còn dùng vít để điều chỉnh).
Đầu phun 13 có chứa kim phun ổ đặt của kim phun phần dưới đầu phun 13 trong phần đầu vòi phun có đót kim phun là cặp chi tiết được gia công chính xác, độ bóng bề mặt kim phun và các bề mặt tiếp xúc giữa phần côn và phần dẫn hướng kim phun và ổ đặt không nhỏ hơn Ra = 12, khi khe hở giữa các mặt trụ phần dẫn hướng kim phun nằm trong khoảng 0,003 - 0,006 mm, độ côn và độ ô van phần trụ không vượt quá 0,001- 0,002 mm.
Các lỗ phun có đường kính nhỏ được bố trí trong núm số lượng đường kính cách bố trí và độ ngiêng của lỗ phun so với đường tâm tuỳ thuộc vào phương pháp
Trong động cơ điezel sử dụng buồng cháy thống nhất không tận dụng được xoáy lốc của dòng không khí thì các vòi phun có thể đến tám lỗ phun và có đường kính 0,2 mm ,loại buồng cháy có tận dụng xoáy lốc các vòi phun thường chỉ có 2 - 8 lỗ phun và đường kính khoảng 0,4 - 0,6 mm.
• Cấu tạo của vòi phun kín lỗ tia hở
1. Thân vòi phun 2. Phần côn trên 3. Khoang áp suất 4. Thân kim phun 5. Lỗ phun
6. Góc tia phun
Hình 1.5. Cấu tạo của kim phun vòi phun kín lỗ tia hở
Loại vòi phun này có áp suất phun (150 –180) kg/cm2 và thường được sử dụng ở động cơ có buồng cháy thống nhất, về cấu tạo chung thì giống như vòi phun có chốt nhưng có sự khác biệt với vòi phun chốt ở chỗ phần đầu kim phun có chốt lại tạo nên một núm ở giữa.
Các lỗ phun có đường kính nhỏ lại được bố trí trong núm . Số lượng đường kính cách bố trí và độ nghiêng của các lỗ phun so với đường tâm tuỳ thuộc vào phương pháp hình thành hỗn hợp nhiên liệu, hình dạng và cách bố trí buồng cháy.
Trong các động cơ điezel sử dụng buồng cháy thống nhất không tận dụng buồng cháy xoáy lốc của dòng khí thì vòi phun có thể có đến tám lỗ phun và đường kính khoảng 0,2mm. Loại buồng cháy có tận dụng xoáy lốc thì các vòi phun có từ 2 đến 8 và đường kính khoảng 0,4 - 0,6 mm. Loại buồng cháy Man các vòi phun có từ 1 đến 2 lỗ phun và đường kính khoảng 0,4 - 0,6 mm
1.3.2.6. Nguyên lý làm việc
Trong hành trình nén của piston bơm cao áp nhiên liệu từ đường ống cao áp đi vào đường ống dẫn nhiên liệu 3 qua lưới lọc 7 vào khoang áp lực của vòi phun áp lực
của lò xo 10 đẩy kim phun nâng lên kim phun sẽ mở lỗ phun cho nhiên liệu phun vào một xi lanh nào đó ở thời điểm cuối nén đầu nổ.
Độ nâng kim phun bị giới hạn bởi khoảng cách tối đa giữa mặt phẳng trên phần trụ dẫn hướng của kim phun với mặt phẳng dưới của thân vòi phun (hình 1.2) để giảm mức độ hao mòn do va đập giữa mặt côn và thân kim phun cũng như đảm bảo độ kín khít lâu dài, độ này thường giới hạn trong khoảng 0,3 - 0,5 mm.
Khi bơm cao áp kết thúc quá trình cung cấp nhiên liệu vào khoang áp suất của vòi phun do đó áp lực nhiên liệu trong khoang giảm đột ngột, lò xo 10 sẽ đẩy kim phun đi xuống đóng mặt côn của kim phun với đế của vòi phun nhiên liệu ngừng cung cấp cho động cơ. Lượng nhiên liệu rò rỉ qua phần dẫn hướng của kim phun cũng như qua mặt phẳng tiếp xúc giữa bộ đôi kim phun và thân kim phun vào khoang chứa lò xo 10 nhiên liệu sẽ được đưa ra đường dầu hồi số 8 để về thùng chứa.
1.3.3. Bơm chuyển nhiên liệu1.3.3.1. Chức năng.1.3.3.1. Chức năng.1.3.3.1. Chức năng. 1.3.3.1. Chức năng.
Hút nhiên liệu từ thùng chứa qua bầu lọc thô và tinh để cung cấp cho bơm cao áp, ngoài ra bơm chuyển nhiên liệu còn phải đảm bảo một lưu lượng nhiên liệu cần thiết đủ để làm mát.
Áp suất nhiên liệu do bơm cung cấp thường đạt giá trị lớn dao động trong khoảng (1,5-6) kg/cm2. áp suất lớn như vậy không những đủ để thắng sức cản trong đường ống dẫn nhiên liệu thấp áp và trong các bầu lọc mà còn ngăn cản sự hình thành bọt khí và hơi nhiên liệu.
1.3.3.2. Phân loại
- Bơm chuyển nhiên liệu đang được sử dụng trong các động cơ điezel có rất nhiều loại. - Bơm phiến gạt hoặc bơm con lăn thường được sử dụng trong bơm cao áp chia, bơm piston thường được sử dụng trong bơm cao áp dẫy.
1.3.3.3.Điều kiện làm việc
Trong quá trình làm việc cụm piton, xinlanh bơm pải chịu mài mòn do ma sát, ăn mòn hoá học của nhiên liệu.
1.3.3.4.Cấu tạo a. Bơm cấp liệu.
Hình 1.6 :Hoạt động của bơm cấp liệu và van điều chỉnh.
Bơm cấp liệu kiểu cánh gạt bao gồm 4 cánh gạt và một rôto. Trục dẫn động quay rôto và nhờ có lực ly tâm mà các cánh gạt ép nhiên liệu lên thành trong của buồng áp suất. Do trọng tâm của rô to lệch so với tâm của buồng nén nên nhiên liệu giữa các cánh gạt bị nén và đẩy ra ngoài.
b.Van điều chỉnh áp suất
- Cấu tạo.
-
Hình 1.7: Van điều chỉnh áp suất
1. Bạc điều chỉnh 4. Piston 7. Lỗ thoát dầu dư 2. Lò xo 5. Đường dầu đến 8. Đế van
hai lỗ đều thông với đường dầu nạp (9), lỗ (6) có nhiệm vụ cân bằng áp suất phía trên piston khi piston đi lên, ngược lại đảm bảo áp mở van chỉ phụ thuộc vào sức căng lò xo, và khi piston đi xuống nó bù một vào lượng dầu để không tạo ra độ chân không cản trở piston. Đế van (8) được lắp chặt vào thân van (3).
- Nguyên lý làm việc van điều chỉnh áp suất.
Khi áp suất dầu ở cửa ra của bơm chuyển nhiên liệu nằm trong mức quy định và chưa thắng được sức căng lò xo (2), thì piston (4) sẽ đóng kín đế van (8) và lỗ thoát dầu dư (7). Khi áp suất này vượt quá giá trị cho phép sẽ đẩy piston (4) đi lên và ép lò xo (2) lại làm mở lỗ thoát dầu dư (7), dầu có áp suất cao từ cửa ra của bơm chuyển nhiên liệu theo đường dầu đến (5), qua lỗ thoát dầu (7) được đẩy ra đường dầu nạp (9). Tùy thuộc vào áp suất dầu ở cửa ra của bơm chuyển nhiên liệu lớn hay nhỏ mà piston (4) mở lỗ thoát (7) nhiều hay ít, làm giảm bớt lượng dầu dư và ổn định áp suất trong
buồng bơm. Khi áp suất buồng bơm không đúng quy định, ta điều chỉnh sức căng lò xo (2) bằng cách thay đổi vị trí của bạc điều chỉnh (1).
1.3.4. Lọc nhiên liệu1.3.4.1. Nhiệm vụ1.3.4.1. Nhiệm vụ1.3.4.1. Nhiệm vụ 1.3.4.1. Nhiệm vụ
Bơm cao áp và kim phun là hai bộ phận có độ chính sác cao và đắt tiền. Trong nhiên liệu có lẫn nhiều tạp chất và nước. Mặc dù các tạp chất này rất bé nưng có thể phá hỏng bơm cao áp và kim phun. Do đố nhiên liệu phải được lọc sạch tối đa trước khi đến ai bộ phận này.
Lọc nhiên liệu có nhiệm vụ lọc nước, các tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu. Một hệ thống lọc gồm hai hay ba tầng gọi là lọc thô và lọc tinh.
- Bầu lọc thô.
Có nhiệm vụ tách nước ra khỏi nhiên liệu và lọc các hạt khô (không quá 0.04 – 0.1mm).
- Bầu lọc tinh
Thường sử dụng bộ phận lọc giấy, sợi vải giấy, sợi vải tổng hợp và một số ít loại vật liệu khác. Tuy nhiên, được sử dụng rộng rãi hơn là các bộ lọc bằng giấy, loại này có thể sử dụng được 1500 – 2000 giờ.
- Bình lọc đơn giản dễ tháo lắp sửa chữa.
1.3.4.3.Cấu tạo
1. Màng giấy silicon tách nước 2. Lưới lọc cạn
Hình 1.8. Cấu tạo của lọc nhiên liêu
1.3.5. Bơm cao áp1.3.5.1.Chức năng.1.3.5.1.Chức năng.1.3.5.1.Chức năng. 1.3.5.1.Chức năng.
- Ấn định lượng nhiên liệu
- Tạo áp suất cao để bơm nhiên liệu vào buồng đốt qua kim phun
- Bơm nhiên liệu vào buồng đốt đúng thời điểm và đúng lượng cần thiết theo yêu càu làm việc của động cơ
- Cung cấp nhiên liệu thống nhất giữa các kim phun theo thứ tự nổ
1.3.5.2.Cấu tạo bơm cao áp chia a.Sơ đồ kết cấu.
Hình 1.9: Cấu tạo bơm cao áp chia. 1- Cần điều khiển 11- van triệt hồi 2- Vít giới hạn toàn tả. 12- piston
3- Lò xo điều tốc 13- vành điều khiển 4- vít giới hạn chân ga . 14- lò xo
5- van hồi dầu 15- bộ điều khiển phun sớm 6- cần hiệu chỉnh 16- đĩa cam.
7- Vít điều chỉnh toàn tải. 17- giá đỡ con lăn. 8- Cụm cần điều khiển. 18- Bánh răng dẫn động. 9- Cần đàn hồi. M- chốt. 19- Bơm cung cấp.
10- Bulông 20- Quả văng 21- ống ngoài trục bộ điều tốc.