Vòi phun. - Áp suất bơm thấp áp từ 2÷3 bar.- 123docz.net

Áp suất bơm thấp áp từ 2÷3 bar.

3.5.4. Vòi phun.

 Cấu tạo. 1- lò xo phun 2- Van định lượng 3- Tiết lưu dầu hồi về 4- Lõi van điện từ 5- Van điện từ

6- Đường dầu hòi về

7- Đầu nối điện của van điện từ

8- Nhiên liệu có áp suất cao được cung cáp từ rail 9- Van bi

10-Tiết lưu cung cấp

Hình 26: cấu tạo kim phun

11-Van piston

12- Đườn dẫn nhiên liệu 13- Buồng chứa

14- Kim phun.

Vòi phun được thiết kế để phun nhiên liệu vào trong buồng cháy. Lượng nhiên liệu phun và thời điểm phn được tính toán bởi ECU và tín hiệu điều khiển được gửi tới cuộn dây điện từ trong vòi phun. Thời điểm mở và đóng cửa van trong vòi phun được điều khiển bởi cuộn dây điện từ. Ban đầu là phun phụ sau đó là phun chính.

Việc phun sớm một lượng nhiên liệu vào trong xylanh đong cơ đã làm cho động cơ chạy êm hơn. Đó chính là chuẩn bị cho quá trình đốt cháy trong động cơ. Lượng nhiên liệu phun chính được phun vào trong buống cháy ngay sau khi kết thúc quá trình phun sớm. Trong giai đoạn này nhiên liệ sẽ cháy nhanh và kiệt.

 Nguyên lý làm việc.

Các giai đoạn hoạt động là kết quả của sự phân phối lực tác dụng lên các thành phần của kim phun. Khi động cơ dừng lại và không có áp trong ống phân phối, lò xo đóng kim phun do van điện từ chưa được câp điện.

Khi lỗ xả đóng, lò xo đẩy van bi đóng lại. Áp suất cao của ống tăng lên trong buồng điều khiển và trong buồng thể tích của ty kim cũng có 1 áp suất tương tự. Áp của ống đặt vào phần đỉnh của piston, cùng với lực của lò xo ngược chiều với lực mở kim sẽ giữ được ty kim ở vị trí đóng

 Khi khim phun mở (start of injection )

Hình 27: quá trình cấp, đóng nhiên liệu.

Van điện từ được cung cấp điện với dòng kích lớn để đảm bảo nó mở nhanh. Lực tác dụng của van điện từ lớn hơn lực lò xo lỗ xả và làm mở lỗ xả ra. Gần như tức thời, dòng điện cao được giảm xuống thành đong nhỏ hơn chỉ đủ để tạo ra lực điện từ để giữ ty. Điều này thực hiện được là do khe hở mạch từ đó đã nhỏ hơn. Klhi lỗ xả mở ra, nhiên liệu có thể chảy vào buồng điều khiển van vào khoang bên trên nó và từ đó trở về bình chứa thông qua đường dầu hồi. Lỗ xả làm mất cân bắng áp suất nên áp trong buồng điều khiển van giảm xuống. Điều này dẫn đến áp suất trong buồng điều khiển van thấp hơn áp suất trong buồng cháycủa ty kim ( vẫn còn bằng áp của ống rail ). Áp suất giảm đi trong buồng điều khiển van làm giảm lực tác dụng lên piston điều khiển lên ty kim mở ra và nhiên liệu bắt đầu phun.

Tốc độ mở ty kim được quyết định bởi sự khác biệt tốc độ dòng chảy giữa lỗ nạp và lỗ xả. Piston điều khiển tiến đến vi trí dừng phía trên nơi mà nó vẫn còn chịu tác dụng của đệm dầu được tạo ra bởi dòng chảy của nhiên liệu giữa lỗ nạp và lỗ xả Kim phun núc này đã mở hoàn toàn, và nhiên liệu được phun vào buồng đốt với áp gần bằng áp trong ống.

 Kim phun đóng (end of injection ).

Khi dòng qua van điện tư bị ngắt, lò xo đẩy van bi xuống và van bi đóng lỗ xả lại. Lỗ xả đóng đã làm cho áp trong buồng điều khiển van tăng lên thông qua lỗ nạp, Áp suất này tương dương với áp trong ống và làm tăng lực tác dụng lên đỉnh piston điều khiển. Lực này cùng với lực lò xo bây giờ cao hơn lực tác dụng của buồn chứa và ty kim đóng lại. Tốc độ đóng của ty kim phụ thuộc vào dòng chảy của nhiên liệu qua lỗ nạp.

 Đầu kim phun. 1- đầu kim

2- Thân kim 3- Trục kim 4- Buồng áp suất 5- Trục định hướng 6- Đường dầu vào 7- Bề mặt chịu áp lực 8- Đầu ghim áp suất 9- Bề mặt công tắc áp suất 10-Lỗ định vị

11-Vành kim

Hình 28: đầu kim lỗ tia hở

Ty kim mở khi van điện từ được kích hoạt để nhiên liệu chảy qua. Chúng phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng cháy. Lượng nhiên liệu dư cần để mở ty kim sẽ được đưa trở lại bình chứa thông qua đường dầu về.

Nhiên liệu hồi về từ van điều áp và từ vùng áp suất thấp cũng được dẫn qua đường dầu về ùng với nhiên liệu cũng như để bôi trơn bơm cao áp.

Thiết kế của đầu vòi phun được quyết định bởi: Việc kiểm soát nhiên liệu phun ra ( thời điểm và lượng nhiên liệu phun theo góc độ trục cam ). Việc điều khiển nhiên liệu (số lõ tia và hình dạng nhiên liệu phun ra và sự tán nhuyễn nhiên liệu, sự phân phối nhiên liệu trong buồng cháy). Đầu phun có đường kính 4mm được dùng trong động cơ phun nhiên liệu trực tiếp common rail.

Những đầu phun này gồm 2 loại: Đầu phun lỗ tia hở và đầu phun lỗ tia kín. Những tia phun được định vị bằng hình nón phun. Số lượng lỗ tia và đường kính của chúng dựa vào: Lượng nhiên liệu phun ra, hình dạng buồng cháy, sự xoáy lốc trong buồng cháy.

Đối với cả hai loại lỗ tia hở và lỗ tia kín thì phần cạnh của lỗ tia có thể được gia công bằng phương pháp ăn mòn hydro nhằm mục đích ngăn ngừa sự mài mòn sớm của cạnh lỗ tia gây ra bởi các phần tử mài mòn và giảm sai lệch dung lượng phun. Để làm giảm lượng hydrocacbon thải ra, thể tích nhiên liệu được điền đầy ở đầu của ty kim cần thiêt phải giữ ở mức nhỏ nhất. Việc này được thực hiện tôt nhất ở loại đầu phun lỗ tia kín. Lỗ tia của loại này được sắp xếp quanh một lỗ bao. Trong trường hợp đỉnh của đầu phun hình tròn hay tùy thuộc vào thiết kế, lỗ tia được khoan bằng cơ khí hoặc bằng máy phóng điện. Lỗ tia với đỉnh của đầu phun hình nón thì luôn được khoan bằng phương pháp EDM.