III.1. Bơm cao áp
Bơm cao áp có nhieơm vú cung câp nhieđn lieơu cho xylanh đoơng cơ đạm bạo: - Nhieđn lieơu có áp suât cao, táo được cheđnh áp lớn trước và sau loê phun. - Cung câp nhieđn lieơu đúng thời đieơm và đúng quy luaơt.
- Cung câp lượng nhieđn lieơu đoăng đeău cho các xylanh trong moơt chu trình cođng tác.
- Deê dàng thay đoơi được lượng nhieđn lieơu trong moơt chu trình phù hợp với từng chê đoơ làm vieơc cụa đoơng cơ.
Hình 7.1. Heơ thông nhieđn lieơu đoơng cơ Diesel có van an toàn laĩp ở lĩc thứ câp.
1 – bình chứa; 2 – lĩc sơ câp; 3 – bơm tiêp vaơn; 4 – lĩc thứ câp; 5 – bơm cao áp; 6 – ông cao áp; 7 – đên kim phun; 8 – đường daău veă; 9 – van an toàn; 10 – bơm tay;
11 – lưới lĩc và van moơt chieău; 12 – boơ đieău tôc; 13 – vít xạ gió. 4 5 6 7 8 9 10 12 13 1 2 3 11
III.1.1. Bơm cao áp cá nhađn – bơm thẳng hàng
a) Bơm cao áp cá nhađn
Bơm cao áp cá nhađn (PF) có câu táo như hình 7.2. Khi cam 19 quay sẽ nađng con đoơi 17 và piston 10 đi leđn. Khođng gian beđn tređn piston chứa đaăy nhieđn lieơu do thođng với loê náp a,b tređn xylanh 7 cho đên khi piston đóng các loê náp. Do nhieđn lieơn khođng nén được neđn áp suât tređn đưnh piston taíng daăn. Khi áp suât nhieđn lieơu đụ lớn đeơ thaĩng sức caíng lò xo van cao áp 4 thì van cao áp 5 được nhâc leđn, quá trình cung câp nhieđn lieơu được baĩt đaău. Nhieđn lieơu theo đường ông cao áp đên vòi phun và phun vào xylanh đoơng cơ.
Piston tiêp túc đi leđn đên khi rãnh vát tređn piston thođng với khoang nhieđn lieơu, áp suât giạm, van cao áp 5 đóng lái và kêt thúc quá trình câp nhieđn lieơu.
Sau khi đát hành trình cực đái, lò xo 14 thođng qua đĩa chaịn lò xo đaơy piston đi xuông. Nhieđn lieơu lái được náp vào khođng gian tređn đưnh piston thođng qua các loê náp a,b đeơ chuaơn bị cho chu trình làm vieơc tiêp theo.
Đeơ thay đoơi được lượng nhieđn lieơu câp vào trong moêi chu trình, piston 8 được xoay nhờ dịch chuyeơn thanh raíng 1 đeơ thay đoơi vị trí tương đôi giữa rãnh vát
tređn piston và loê a,b tređn xylanh (thay đoơi hành trình có ích cụa piston bơm cao áp).
Hình 7.2. Bơm cao áp cá nhađn (PF).
1 – thanh raíng; 2 – vành raíng; 3 – đaău ông nôi; 4 – lò xo van cao áp; 5 – van cao áp; 6 – đê van cao áp; 7 – xylanh; 8 – gờ xạ nhieđn lieơu;
9,11 – vít; 10 – piston; 12 – ông xoay; 13 – đĩa tređn cụa lò xo; 14 – lò xo bơm cao áp; 15 – đĩa dưới cụa lò xo; 16 – bulođng con đoơi;
b) Bơm thẳng hàng
Bơm cao áp PE là moơt lối bơm goăm nhieău toơ bơm cá nhađn (PF) ghép chung thành moơt khôi, có côt cam đieău khieơn naỉm trong thađn bơm và đieău khieơn chung bởi moơt thanh raíng. Câu táo cụa moơt bơm cao áp BOSCH PE như hình 7.3 goăm:
Moơt thađn bơm được đúc baỉng hợp kim nhođm tređn đó có các loê đeơ baĩt ông daău đên, ông daău veă, ôc xạ gió, loê xỏ thanh raíng, vít chaơn thanh raíng, vít keăm xylanh,...Thađn bơm có theơ chia làm ba phaăn trong đó có chứa các chi tiêt sau:
Phaăn giữa, beđn trong chứa các caịp piston xylanh tương ứng với sô xylanh cụa đoơng cơ, các vòng raíng và thanh raíng đieău khieơn. Tređn vòng raíng có vít đieău chưnh vị trí tương đôi cụa piston và xylanh.
Phaăn dưới, beđn trong có chứa côt bơm hai đaău tựa leđn hai oơ bi laĩp ở naĩp đaơy côt bơm. Côt bơm có sô cam baỉng sô xylanh đoơng cơ và có cam sai tađm đeơ đieău khieơn bơm tiêp vaơn. Tređn các cam là các đeơm đaơy có bánh raíng, ở đeơm đaơy có vít đieău chưnh và đai ôc chaơn. Dưới côt
bơm là đáy bơm có các naĩp đaơy, beđn trong chứa daău bođi trơn. Côt bơm có moơt đaău được laĩp với trúc truyeăn đoơng tự đoơng (hoaịc boơ phun sớm tự đoơng). Đaău còn lái laĩp quạ tá và chi tiêt cụa boơ đieău tôc cơ naíng (hoaịc đeơ trông, nêu boơ đieău tôc áp thâp).
Phaăn tređn là phòng chứa nhieđn lieơu thođng giữa các xylanh với nhau. Các vít keăm xylanh chỏi ở loê nhieđn lieơu ra cụa xylanh. Moơt van an toàn đeơ đieău chưnh áp lực nhieđn lieơu vào các xylanh.
Tređn xylanh là đê van cao áp, van cao áp, lò xo và tređn cùng là đai ôc lúc giác dăn nhieđn lieơu đên kim phun. Ngoài ra còn có moơt bơm tiêp vaơn lối piston laĩp ở hođng bơm được đieău khieơn bởi cam sai tađm cụa côt bơm và boơ tiêt chê cơ naíng hay áp thâp lieđn heơ với thanh raíng đeơ đieău chưnh tôc đoơ đoơng cơ.
Hình 7.3. Sơ đoă câu táo bơm cao áp PE.
1 – đaău nôi ông cao áp; 2 – vít cô định xylanh; 3 – xylanh bơm; 4 – thanh raíng; 5 – vòng raíng; 6, 9 – chén chaơn lò xo; 7 – piston bơm;
8 – lò xo; 10 – con đoơi; 11 – con laín; 12 – trúc cam; 13 – cam. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 12
Khi đoơng cơ hốt đoơng, côt bơm đieău khieơn bơm tiêp vaơn hút nhieđn lieơu từ bình chứa qua hai lưới lĩc đên bơm ở tái phòng chứa nhieđn lieơu nơi thađn bơm. Moơt phaăn nhieđn lieơu qua van an toàn trở veă bình chứa.
Lúc piston bơm ở vị trí thâp nhât, nhieđn lieơu vào xylanh baỉng cạ hai loê tređn thađn xylanh bơm. Vào quá trình phun nhieđn lieơu, côt bơm đieău khieơn piston đi leđn, khi piston án hêt hai loê daău vào thì nhieđn lieơu được nén trong xylanh bơm, piston tiêp túc đi leđn và áp suât nhieđn lieơu tređn đưnh piston bơm càng taíng. Đên khi áp lực nhieđn lieơu đụ lớn đeơ thaĩng lực caíng lò xo thì van cao áp được nhât leđn và nhieđn lieơu đưa đường ông cao áp và đên kim phun đeơ phun vào xylanh đoơng cơ. Piston lái tiêp túc đi leđn đên khi cánh vát xéo phía dưới piston vừa hé mở loê daău veă, daău tràn ra khỏi xylanh và kêt thúc quá trình câp nhieđn lieơu.
Nhờ có côt bơm có thứ tự thì nén phù hợp với thứ tự cođng tác cụa đoơng cơ neđn nhieđn lieơu đưa đên kim phun đúng lúc và đúng đúng thời đieơm. Tât cạ các xylanh bơm đeău có moơt áp lực nhieđn lieơu vào như nhau nhờ vào van an toàn và được đieău khieơn chung bởi moơt thanh raíng neđn nhieđn lieơu ở các xylanh được taíng giạm đoăng đeău.
Muôn thay đoơi tôc đoơ đoơng cơ ta dịch chuyeơn thanh raíng đeơ làm xoay vành raíng. Từ đó thay đoơi được vị trí tương đôi giữa rãnh vát tređn piston bơm và loê thoát nhieđn lieơu tređn xylanh, do đó thay đoơi được hành trình có ích cụa piston bơm và thay đoơi được lượng nhieđn lieơu cung câp trong moêi chu trình cođng tác, giúp thay đoơi tại và tôc đoơ cụa đoơng cơ.
Hình 7.4. Sơ đoă nguyeđn lý làm vieơc bơm cao áp PE.
Piston Xylanh
Van cao áp Đê van cao áp
Náp nhieđn lieơu Phun nhieđn lieơu Kêt thúc phun
Rãnh vát tređn
piston
Nguyeđn lý làm vieơc cụa boơ phun daău sớm tự đoơng tređn bơm cao áp PE
Cũng như đánh lửa sớm tự đoơng tređn đoơng cơ xaíng. Tređn đoơng cơ Diesel khi tôc đoơ càng cao, góc đoơ phun daău phại càng sớm đeơ nhieđn lieơu đụ thời gian hòa troơn và tự bôc cháy đeơ phát ra cođng suât lớn nhât. Do đó, tređn haău hêt các đoơng cơ Diesel đeău có trang bị boơ phun daău sớm tự đoơng.
- Với piston có laỉn vát xéo phía tređn thì đieơm khởi phun thay đoơi và dứt phun cô định, với piston có laỉn vát xéo cạ tređn lăn dưới thì đieơm khởi phun và dứt phun đeău thay đoơi. Do đó đôi với bơm cao áp có moơt trong hai lối piston này thì khođng caăn phun daău sớm tự đoơng. - Đôi với piston có laỉn vát xéo phía dưới thì đieơm khởi phun cô định, đieơm dứt phun thay
đoơi. Thođng thường các bơm cao áp PE đeău có laỉn vát xéo phía dưới neđn phại trang bị boơ phun daău sớm tự đoơng.
Boơ phaơn này goăm: moơt mađm nôi thú đoơng được baĩt vào đaău côt bơm cao áp, nhờ chôt then hoa và đai ôc giữ. Moơt mađm nôi chụ đoơng có khớp nôi đeơ nhaơn truyeăn đoơng từ đoơng cơ. Chuyeơn đoơng quay cụa mađm chụ đoơng truyeăn qua mađm thú đoơng qua hai quạ tá.
Tređn mađm thú đoơng có ép hai trúc thẳng góc với mađm, hai quạ tá quay tređn hai trúc này. Đaău loăi còn lái cụa quạ tá tỳ chôt cụa mađm chụ đoơng, hai quạ tá được keăm vào nhau nhờ hai lò xo tựa vào trúc, đaău còn lái tỳ vào chôt ở mađm chụ đoơng và miêng cheđm naỉm tređn lò xo đeơ taíng lực lò xo theo định mức. Moơt vỏ bao kêt nôi với mađm chụ đoơng có nhieơm vú bao bĩc hai quạ tá và giới hán taăm di chuyeơn cụa chúng.
Khi đoơng cơ làm vieơc nêu tôc đoơ cụa đoơng cơ taíng thì dưới tác dúng lực ly tađm cụa hai quạ tá làm mađm thú đoơng quay tương đôi với mađm chụ đoơng theo chieău chuyeơn đoơng cụa côt bơm, do đó làm taíng góc phun sớm nhieđn lieơu. Khi tôc đoơ đoơng cơ giạm thì lực ly tađm yêu đi, neđn hai quạ tá xêp vào, lò xo quay mađm thú đoơng cùng với trúc cam đôi với mađm chụ đoơng veă phía chieău ngược lái. Do đó làm giạm góc đoơ phun sớm nhieđn lieơu.
Hình 7.6. Nguyeđn lý làm vieơc boơ phun daău sớm tự đoơng tređn bơm cao áp PE.
Quạ tá
III.1.2. Bơm cao áp VE
Heơ thông cung câp nhieđn lieơu tređn đoơng cơ Diesel dùng bơm cao áp kieơu VE được theơ hieơn tređn (hình 7.7).
Nhieđn lieơu Diesel được lĩc bởi lĩc 3, sau đó được chuyeơn đên bơm cao áp nhờ bơm tiêp vaơn kieơu cánh gát. Nhieđn lieơu đi vào bơm cao áp đeơ táo áp suât cao, đoăng thời nhieđn lieơu còn đóng vai trò bođi trơn và làm mát cho các chi tiêt tređn đường đi cụa bơm.
Nhieđn lieơu có áp suât cao được đưa qua đường ông cao áp đên vòi phun đeơ phun vào xylanh đoơng cơ. Phaăn nhieđn lieơu thừa sau moêi laăn phun trong moơt chu trình cođng tác được đưa veă bình chứa qua đường daău 7.
Nêu áp suât đaău ra cụa bơm cao áp vượt quá giới hán cho phép thì moơt lượng nhieđn lieơu cũng được đưa veă bình chứa nhaỉm oơn định áp suât nhieđn lieơu cung câp cho heơ thông.
a) Kêt câu bơm cao áp VE
Khác với bơm thẳng hàng PE, bơm VE chư có moơt piston và moơt xylanh bơm cho dù tređn đoơng cơ có nhieău xylanh. Nhieđn lieơu được cung câp bởi piston và phađn phôi qua các rãnh tới các loê thođng ứng với sô xylanh tređn đoơng cơ. Tređn bơm cao áp VE (hình 7.8), veă cơ bạn có những boơ phaơn sau:
- Bơm tiêp vaơn kieơu phiên gát. - Bơm cao áp với đaău phađn phôi.
- Boơ đieău chưnh tôc đoơ đoơng cơ (boơ đieău tôc). - Boơ cúp daău (baỉng cơ khí hoaịc baỉng đieơn). - Boơ phun daău sớm baỉng thuỷ lực.
Ngoài ra tređn bơm còn trang bị các chức naíng boơ sung khác đeơ thích nghi trong sử dúng với từng lối đoơng cơ cú theơ.
1 2 3 4 5 6 7 8
Hình 7.7. Sơ đoă heơ thông cung câp nhieđn lieơu tređn đoơng cơ Diesel dùng bơm VE.
1 – bình chứa nhieđn lieơu; 2 – ông dăn; 3 – lĩc; 4 – bơm cao áp VE;
b) Nguyeđn lý làm vieơc
Trúc truyeăn chính cụa bơm quay tređn các oơ trượt vỏ bơm và dăn đoơng bơm tiêp vaơn. Phía trong bơm, ở cuôi trúc truyeăn đoơng được đaịt moơt vòng laín, nó khođng được nôi với trúc truyeăn đoơng nhưng được giữ trong vỏ bơm baỉng cách dùng đĩa cam cưỡi tređn các con laín cụa vòng laín (đĩa cam này được dăn đoơng bởi trúc truyeăn chính). Piston phađn phôi vừa xoay quanh trúc cụa nó vừa chuyeơn đoơng tịnh tiên leđn xuông, piston di chuyeơn beđn trong đaău phađn phôi. Đaău phađn phôi này được laĩp tređn thađn bơm, trong đaău phađn phôi được đaịt moơt thiêt bị ngaĩt nhieđn lieơu baỉng đieơn từ. Nêu thiêt bị ngaĩt nhieđn lieơu baỉng cơ khí (thay vì ngaĩt baỉng đieơn) thì cơ câu này được đaịt ở vỏ boơ đieău tôc.
Trúc cụa boơ đieău tôc được dăn đoơng từ truyeăn chính baỉng moơt bánh raíng nôi, boơ đieău tôc này goăm các quạ vaíng và moơt ông trượt. Cơ câu boơ đieău tôc bao goăm: caăn đieău khieơn, caăn khởi đoơng và caăn laĩc chuyeơn đoơng trong oơ trượt ở trong thađn bơm đeơ đieău khieơn vị trí van định lượng tređn piston. Ở phía tređn cùng cụa boơ đieău tôc cơ khí là lò xo đieău tôc, được nôi với caăn đieău khieơn baỉng trúc caăn đieău khieơn. Maịt khác, trúc caăn đieău khieơn chuyeơn đoơng trong oơ trượt ở vỏ boơ đieău tôc. Tređn naĩp boơ đieău tôc có những đai ôc đieău chưnh đaăy tại, van daău tràn và đai ôc đieău chưnh tôc đoơ cụa đoơng cơ.
Phađn phôi nhieđn lieơu áp lực thâp
Heơ thông phun nhieđn lieơu VE cụa hãng BOSCH có moơt bơm tiêp vaơn kieơu cánh gát, bơm này hút nhieđn lieơu từ bình chứa và đưa tới khoang nhieđn lieơu cụa bơm cao áp.
Moơt phaăn nhieđn lieơu qua van đieău áp trở veă mách náp cụa bơm tiêp vaơn. Đeơ làm mát và tự
Hình 7.8. Sơ đoă câu táo bơm cao áp VE.
1 – Bơm tiêp vaơn cánh gát: bơm nhieđn lieơu từ thùng chứa tới khoang bơm.
2 – Bơm cao áp với đaău phađn phôi: táo ra áp lực phun và phađn phôi nhieđn lieơu tới xylanh. 3 – Boơ đieău tôc baỉng cơ khí: thay đoơi lượng nhieđn lieơu phađn phôi theo phám vi đieău khieơn. 4 – Van cúp daău baỉng đieơn: ngưng cung câp nhieđn lieơu khi đoơng cơ ngừng hốt đoơng. 5 – Boơ phun sớm: đieău khieơn sự khởi phun theo tôc đoơ cụa đoơng cơ.
1 2 3 4 5 Đên vòi phun Nhieđn lieơu vào
thoát bĩt khí cụa bơm phađn phôi, moơt ít nhieđn lieơu cũng chạy qua đai ôc giới hán tràn tređn vỏ boơ đieău tôc và trở veă bình chứa.
Phađn phôi nhieđn lieơu áp lực cao
Sự phađn phôi nhieđn lieơu cụa bơm cao áp là moơt quá trình đoơng lực hĩc. Áp lực caăn thiêt cho quá trình phun vào xylanh đoơng cơ được táo ra bởi piston bơm. Chuyeơn đoơng có tính chu kỳ cụa piston sẽ định lượng nhieđn lieơu tới moơt xylanh đoơng cơ. Với đoơng cơ 4 xylanh, khi đĩa cam quay 90o thì piston bơm di chuyeơn leđn xuông moơt laăn, với đoơng cơ 6 xylanh thì piston di chuyeơn leđn xuông moơt laăn khi đĩa cam quay moơt góc 60o.
a) Quá trình náp nhieđn lieơu được
thực hieơn khi piston di chuyeơn từ đieơm chêt tređn xuông đieơm chêt dưới, chuyeơn đoơng vừa quay vừa tịnh tiên cụa nó làm mở loê daău vào ở đaău phađn phôi nhờ rãnh náp ở piston. Lúc này nhieđn lieơu với áp lực ở khoang bơm sẽ đi vào trong xylanh bơm.
b) Vào thời đieơm khởi phun, khi
piston chuyeơn đoơng ngược lái từ đieơm chêt dưới leđn đieơm chêt tređn, lúc này loê náp bị đóng lái bởi piston. Piston tiêp túc di chuyeơn leđn đieơm chêt tređn táo ra áp lực cao tređn đưnh piston và do chuyeơn đoơng quay cụa piston neđn loê thoát tređn thađn piston cũng trùng rãnh thoát ở đaău phađn phôi. Áp lực nhieđn lieơu táo ra ở buoăng cao áp và đi theo rãnh làm mở van áp lực. Nhieđn lieơu bị đaơy tới đường ông dăn tới kim phun và phun vào buoăng đôt.
c) Thời đieơm kêt thúc phun, baĩt đaău khi loê khoan ngang cụa piston leđn đên mép cụa van định
lượng (van định lượng 8 mở loê cúp daău 9). Sau thời đieơm này khođng có nhieđn lieơu được phađn phôi tới kim phun và van áp lực cũng đóng lái. Nhieđn lieơu tređn đưnh piston trở veă khoang bơm qua loê khoang ngang, piston tiêp túc đi leđn đieơm chêt tređn và kêt thúc quá trình phun nhieđn lieơu. Hành trình này cụa piston gĩi là khoạng cháy dư.
d) Khi piston trở veă đieơm chêt dưới, loê khoan ngang cụa nó bị đóng đoăng thời loê náp mở và