PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lý do chọn đề tài Khoa học và kỹ thuật công nghệ ngày nay đã và đang phát triển một cách nhanh chóng trên mọi lĩnh vực và nó liên tục được ứng dụng trong lĩnh vực ô tô. Ở các nước phát triển và đang phát triển đều chú trọng việc phát triển nghành công nghiệp ô tô vì sự phát triển của nó kéo theo sự phát triển cũng như tạo ra diện mạo mới cho nhiều ngành nghề, lĩnh vực khác như: cơ khí chế tạo, điện tử, điện, trang trí nội thất, cơ điện tử, điều khiển tự động, điện lạnh,. Ở nước ta, để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng rất nhiều dòng xe với mục đích sử dụng khác nhau đã được đã được các hãng tung ra thị trường. Ô tô cũng dần trở nên phổ biến và trở thành phương tiện giúp cuộc sống của người dân thuận tiện, dễ dàng hơn.
Nhưng song song với những thuận tiện mà ô tô mang lại thì những hư hỏng là điều không thể tránh khỏi, đặc biệt là những hư hỏng của động cơ. Việc tìm ra nguyên nhân hư hỏng và đưa ra biện pháp khắc phục đúng lúc và kịp thời sẽ đóng vai trò quan trọng. Chính vì thế, em quyết định chọn đề tài tốt nghiệp” Nghiên cứu các phương pháp kiểm tra đánh giá chất lượng bơm cao áp chia trong hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel” với mong muốn củng cố kiến thức đã học và góp một phần giảm bớt khó khăn trong công tác kiểm tra sửa chữa ở Việt Nam hiện nay.2 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu 1.1 Mục tiêu nghiên cứu - Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bơm cao áp chia - Tìm hiều về các phương pháp kiểm tra chất lượng bơm cao áp chia - Những hư hỏng thường gặp của bơm cao áp chia - Phương pháp chẩn đoán chất lượng bơm cao áp chia 1.2 Đối tượng nghiên cứu Để có cơ sở cho việc xây dựng dấu hiệu chẩn đoán hư hỏng của bơm cao áp chia trong hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel dùng trên các phương tiện, em chọn loại bơm cao áp chia số hiệu NP-VE 4/9F2325 làm đối tượng nghiên cứu.3 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu kết cấu, nguyên lý hoạt động của các bộ phận trong bơm cao áp chia. Nghiên cứu đặc tính lý thuyết của bơm cao áp chia.
Xây dựng dấu hiếu chẩn đoán hư hỏng của bơm cao áp chia trong hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel.3 Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết nhằm tìm hiểu các cơ sở lý thuyết liên quan đến cấu tạo, nguyên lý làm việc, các đặc tính của bơm cao áp, tìm hiểu lý thuyết chẩn đoán và nghiên cứu về các phương pháp chẩn đoán. Nghiên cứu thực nghiệm: Thực hiện kiểm tra và điều chỉnh các thông số làm việc của bơm cao áp chia. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL 1.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng bơm cao áp chia 1. Nhiệm vụ, yêu cầu của hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel 1.1 Nhiệm vụ Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu Diesel vào buồng đốt để tạo thành hỗn hợp cho động cơ dưới dạng sương mù với áp suất cao, cung cấp kịp thời, chính xác phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ và đồng đều trong tất cả các xilanh.2 Yêu cầu Hệ thống nhiên liệu làm việc tốt hay xấu có ảnh hưởng đến chất lượng phun nhiên liệu, hỗn hợp với không khí, quá trình cháy trong xilanh, tính tiết kiệm và độ bền của động cơ.
Vì vậy để động cơ vận hành được tốt, đảm bảo tính kinh tế và an toàn trong quá trình làm việc, hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Đảm bảo lọc sạch nước và tạp chất có trong nhiên liệu để cung cấp nhiên liệu sạch cho động cơ. - Phải cung cấp nhiên liệu vào buồng cháy của động cơ với áp suất cao và cung cấp nhiên liệu cho từng xilanh trong động cơ một cách đồng đều theo một trình tự nhất định và phải kịp thời, đúng thời điểm quy định. Nếu phun nhiên liệu vào buồng cháy quá sớm, nhiên liệu sẽ cháy không hoàn toàn do áp lực khí nén còn yếu, nhiệt độ còn thấp nên nhiên liệu bắt lửa chậm. Ngược lại nếu phun quá muộn sức giãn của nhiên liệu không tạo được lực đẩy tối đa, nhiên liệu cháy không hết gây tiêu hao nhiên liệu và quá trình cháy sẽ bị kéo dài.
- Thời gian phun nhiên liệu phải chính xác, kịp thời, bắt đầu và kết thúc phun phải dứt khoát nhanh chóng, đảm bảo tia nhiên liệu được phun theo hướng xác định với áp suất và độ phun tơi sương phù hợp với dạng buồng cháy và cường độ xoáy lốc của dòng khí trong xilanh. - Đảm bảo quy luật phun nhiên liệu cũng như khả năng điều chỉnh tự động quy luật phù hợp với chế độ, tốc độ và tải trọng của động cơ sao cho các thông số kinh tế kỹ thuật và tính năng làm việc của động cơ đạt tới mức độ tốt nhất, độ độc hại và độ khói của khí thải được hạn chế ở mức thấp nhất. - Áp suất phun phải cao, sức xuyên của tia phun mạnh để nhiên liệu đi tới các góc của buồng cháy đảm bảo trộn đều hỗn hợp nhiên liệu và không khí. 3 - Phải thay đổi được lượng nhiên liệu cung cấp vào buồng đốt của động cơ tuỳ thuộc vào mức tải, phải thay đổi được thời điểm phun sớm, phun muộn một cách phù hợp, đảm bảo góc độ phun sớm của nhiên liệu của các xilanh trong động cơ là như nhau.
- Đảm bảo cho động cơ khởi động dễ dàng ở mọi điều kiện thời tiết và làm việc ổn định ở mọi chế độ.2 Sơ đồ cấu tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát hệ thống cung cấp nhiên liệu - Bộ phận cung cấp nhiên liệu bao gồm: bầu lọc, bơm chuyển nhiên liệu, bơm cao áp, vòi phun và các đường ống dẫn. - Bộ phận cung cấp khí bao gồm: bầu lọc không khí và ống nạp. Ở động cơ tăng áp còn có thêm máy nén tăng áp cho không khí trước khi nạp vào xilanh. - Bộ phận thoát khí bao gồm: ống thải, ống giảm âm và có khi đặt tua bin lợi dụng động lực dòng khí thải để kéo máy nén tăng áp.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel Khi bật khoá điện ON, van điện từ cắt nhiên liệu được kéo vào trong, đường thông giữa thân bơm và pít tông mở.
Khi bơm cấp liệu quay, hút nhiên liệu từ bình nhiên liệu, qua bộ lắng đọng nước và bộ lọc nhiên liệu, đi vào thân bơm theo áp suất được điều chỉnh bởi van điều chỉnh. Pít tông hút nhiên liệu từ thân bơm vào buồng áp suất trong hành trình hút (dịch chuyển sang trái) và nén nhiên liệu ở mức độ cao để dẫn đến từng van phân phối trong hành trình nén (di chuyển sang phải). 4 Sau khi qua van phân phối, nhiên liệu được đưa vào các vòi phun qua các ống dẫn cao áp, từ đó nhiên liệu được phun vào các xi lanh. Cùng lúc, các bộ phận bên trong bơm được nhiên liệu làm mát và bôi trơn.
Một phần nhiên liệu quay trở về bình nhiên liệu từ vít tràn để kiểm soát mức độ tăng nhiệt độ của nhiên liệu trong bơm.2 Một số hệ thống cung cấp nhiên liệu khác 1.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng bơm cao áp dãy (PE) Hình 1. Sơ đồ hệ thống CCNL động cơ Diesel. Thùng chứa nhiên liệu; 2. Ống dẫn nhiên liệu đi; 5.
Bầu lọc nhiên liệu; 6. Ống nhiên liệu cao áp; 7. Đường dầu hồi; 9. Bơm chuyển nhiên liệu; 10.
Bộ điều tốc; 11. Bộ định thời (bộ điều chỉnh góc phun sơm) - Nguyên lý hoạt động của hệ thống: Khi động cơ làm việc bơm áp lực thấp (9) hoạt động sẽ hút nhiên liệu từ thùng (1) qua bình lọc sơ (lọc tách nước)(2) sau đó đẩy lên bình lọc tinh (5) nhiên liệu đã lọc sạch được cấp vào đường hút của bơm cao áp, từ bơm cao áp nhiên liệu được nén với áp suất cao qua ống dẫn cao áp (6) tới vòi phun (7), phun nhiên liệu tơi sương vào không khí đã được nén trong xylanh. Nhiên liệu thừa từ vòi phun theo ống dẫn (8) về lại thùng. Từ bơm cao áp cũng có đường dẫn nhiên liệu trở lại bơm áp lực thấp khi cung cấp tới bơm cao áp quá nhiều.
5 Không khí hút qua bình lọc, qua ống hút vào trong xylanh. Khí đã cháy qua ống xả, ống giảm âm ra ngoài.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu common rail Hình 1.3 Hệ thống cung cấp nhiên liệu common rail 1. Thùng nhiên liệu 2. Bơm cao áp common rail 3.
Lọc nhiên liệu 4. Đường cấp nhiên liệu cao áp 5. Đường nối cảm biến áp suất đến ECU 6. Cảm biến áp suất 7.
Common rail tích trữ và điều áp nhiên liệu 8. Van an toàn 9. Các cảm biến nối đến ECU và bộ điều khiển thiết bị EDU 11. Đường về nhiên liệu (thấp áp) - Nguyên lý hoạt động của hệ thống Cũng giống như hệ thống nguyên liệu diesel thông thường khác, ở số thứ tự (1) trên hình, nhiên liệu được được bơm lên từ thùng nhiên liệu trên đường ống thấp áp (11) nén đẩy qua ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao (7) hay còn gọi là ắc quy thủy lực sau đó được đưa tới vòi phun Common Rail (9) và sẵn sàng để phun nhiên liệu vào xy lanh của động cơ.
Việc phun nhiên liệu và tạo áp suất là hoàn toàn riêng biệt với nhau trong hệ thống Common Rail. Áp suất được suất phun được hình thành độc lập với tốc độ và mức nhiên liệu phun ra. Nhiên liệu được lưu trữ với áp suất cap trong điều áp nhiên liệu (7). Bàn đạp ga sẽ là nơi quyết định mức nhiên liệu được phun ra, dựa trên biểu đồ dữ liệu đã lưu, ECU sẽ tính toán thời điểm phun và áp suất phun.
Sau đó, nhờ các cảm biến 6 (10) – EDU và ECU sẽ điều khiển các kim phun của mỗi vòi phun tại từng xy-lanh động cơ để phun nhiên liệu với áp suất phun lên tới 1500 bar. Tiếp đến, lượng nhiên liệu thừa trong vòi phun đi qua ắc quy thủy lực (7) rồi trở về bơm cao áp (2), van điều khiển áp suất tại bơm lúc này sẽ mở để nhiên liệu thừa trở lại bình nhiên liệu (1).