ĐỘNG CƠ DIESEL, HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU, CÁC HỆ THỐNG PHỤ Mục tiêu: • Về kiến thức: • Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ diesel • So sánh được động cơ diesel và động cơ xăng • Phân biệt được các hệ thống nhiên liệu động cơ diesel • Về kỹ năng: • Xác định được các chi tiết, hệ thống trong động cơ diesel. • Thực hiện được phương pháp xả gió hệ thống nhiên liệu. • Về thái độ: • Ham thích môn học. • Rèn luyện tính tỉ mỉ chính xác.
• Chấp hành đúng quy trình, đảm bảo an toàn lao động trong ngành công nghệ ô tô. Trang 1 Giới thiệu: Ngày nay động cơ dầu (Diesel) đã trở thành nguồn động lực chính hết sức chủ yếu của thế giới trên hầu khắp mọi lĩnh vực: phát điện, các máy tĩnh tại, tàu thuỷ, xe ôtô vận tải… Rudolf Diesel người Đức sinh năm 1858 đã phát minh ra động cơ Diesel. Thời bấy giờ chỉ có hai hãng lớn của Đức là CơRơp và MAN nhận thực hiện đồ án của ông. Qua nhiều lần thí nghiệm thất bại, cuối cùng đến năm 1892 chiếc động cơ Diesel đầu tiên của thế giới đã ra đời.
Từ đó giới kỹ nghệ khắp nơi chú ý đến kiểu động cơ này và tranh nhau hợp tác với ông Năm 1895 kiểu máy của ông đạt kết quả mỹ mãn, ông bán bản quyền sáng chế ở các nước Đức, Hungari, Thụy Sĩ và trở thành tỉ phú năm 1897 sau khi ký hợp đồng với Mỹ để khai thác động cơ này. Năm 1907: ra đời động cơ Diesel tàu thuỷ bốn thì. Năm 1911: ra đời động cơ Diesel hai thì và ông mất tích khi đang đi trên tàu đến Anh vào ngày 30/9/1913. Nhắc đến động cơ Diesel phải nhắc đến ông Robert Bosch (người Đức) đã phát minh ra bơm cao áp và kim phun nổi, tiếng cùng biết bao kỹ sư khác đã và đang tiếp tục hoàn thiện loại động cơ này.
Ngày nay động cơ Diesel được dùng phổ biến ở hầu hết mọi lĩnh vực, ngay cả ở xe du lịch vì nó tiết kiệm nhiên liệu, công suất lớn, ít hư hỏng và giảm ô nhiễm môi trường. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ diesel 1. Cấu tạo Một động cơ Diesel bốn thì có cấu tạo cơ bản giống như động cơ xăng bốn thì, chỉ khác là ở động cơ Diesel không có hệ thống đánh lửa và bộ chế hòa khí mà hai hệ thống này được thay thế bằng bơm cao áp và kim phun gắn ở nắp máy thay bugi.1: Cấu tạo của động cơ Diesel Ở động cơ Diesel còn có dạng buồng đốt đặc biệt được bố trí ở đỉnh piston hay nắp máy kết hợp với kim phun để tự đốt cháy nhiên liệu và tỉ số nén cao hơn động cơ xăng, thường khoảng từ 17/1- 24/1.2: Các dạng buồng đốt của động cơ Diesel 1. Nguyên lý làm việc Để hoàn thành một chu trình công tác động cơ Diesel bốn thì phải trải qua bốn giai đoạn.3: Nguyên lý làm việc động cơ Diesel 4 thì 1 - Hút không khí 2 - Nén 3 - Giãn nở, sinh công 4 - Xả ● Thì hút: piston đi từ ĐCT xuống ĐCD tạo ra một áp thấp, xúpáp hút mở, không khí lọc sạch được hút vào lòng xylanh.
Khi piston xuống tới ĐCD xúpáp hút đóng lại. ● Thì nén: piston đi từ ĐCD lên ĐCT, hai xúpáp đóng kín, thanh khí bị nén lại. Khi piston tới ĐCT thì áp suất trong xylanh lên tới Trang 4 25 - 35kg/cm2, t0 =500 - 6000C ● Thì giãn nở, sinh công: khi piston tới ĐCT, nhiên liệu từ kim phun xịt dầu vào buồng đốt dưới dạng tơi sương, gặp phải môi trường, nhiệt độ cao nhiên liệu tự bốc cháy giãn nỡ và đẩy piston đi xuống làm quay trục khuỷu. ● Thì xả: piston đi từ ĐCD lên ĐCT (nhờ lực quán tính của bánh đà) xúpáp mở ra, sản vật cháy bị đẩy ra ngoài, khi piston tới ĐCT xúpáp xả đóng lại, xúpáp hút mở ra bắt đầu một chu trình mới.
So sánh động cơ diesel và động cơ xăng • Về cấu tạo: cơ bản giống nhau, chỉ khác là động cơ Diesel không có bugi, bộ chế hòa khí và được thay bằng bơm cao áp và kim phun. Tỉ số nén động cơ Diesel cao hơn động cơ xăng. • Về quá trình làm việc: Thì Động cơ Diesel Động cơ xăng Hút Hút thanh khí vào xylanh. Hút hoà khí vào xylanh.
Nén hoà khí, cuối thì nén Nén Nén thanh khí, cuối thì nén áp suất từ áp suất từ 10-15kg/cm2, t0 25-35kg/cm2 , t0 = 500 - 6000C = 300 - 4000C. Giãn nở Nhiên liệu phun vào lòng xylanh tự Hoà khí bốc cháy nhờ tia (sinhcông) bốc cháy. lửa điện ở bugi. Xả Khí cháy thoát ra ngoài Khí cháy thoát ra ngoài Bảng 1.1: So sánh động cơ diesel và động cơ xăng 1.
Các sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ diesel 1. Hệ thống nhiên liệu bơm cá nhân PF Trang 5 Hình 1.4: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu bơm cao áp PF 1. Ốc xả gió 3. Ống dầu cao áp 4.
Ống dầu hồi 6. Ống dầu thấp áp 10. Ốc xả cặn, nước 1. Hệ thống nhiên liệu bơm thẳng hàng PE Hình 1.5: Hệ thống nhiên liệu bơm cao áp PE 1.
Lọc thứ cấp5. Đường dầu cao áp 7. Đường dầu hồi 9,14. Ốc xả gió 10.
Hệ thống nhiên liệu bơm phân phối VE Hình 1.6: Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu bơm cao áp VE 1. Đường dầu thấp áp 3. Đường dầu cao áp 6. Đường dầu hồi 8.
Hệ thống xông máy sử dụng trên động cơ diesel 1. Hệ thống xông nóng buồng đốt Hình 1.7: Bugi xông máy lắp ở buồng đốt ngăn cách 1. Buồng đốt ngăn cách Trang 7 Hệ thống này dùng điện trở đặt bên trong mỗi buồng đốt phụ ở động cơ có buồng đốt ngăn cách. Dùng nguồn điện 6 vôn hoặc 12 vôn của bình accu để nung nóng dây điện trở đến nhiệt độ 800 - 1000 0C đủ sức xông nóng buồng đốt.
Điện trở được chế tạo từ hợp kim crôm-niken, đường kính dây từ 1.5 – 2 mm và được gọi là bugi xông máy. Bugi xông máy được lắp vào nắp máy bằng mối ghép ren, có cỡ ren thường là M14, M18, M22, M3/8 ( đối của Anh và Mỹ). Trước khi khởi động, bật công tắc máy cho dòng điện từ accu chạy đến bugi xông máy trong thời gian từ 30 giây đến 1 phút. Sau khoảng thời gian trên, cho động cơ khởi động, nhiên liệu vào buồng đốt gặp không khí dã xông nóng sẽ bốc cháy ngay nên động cơ dễ nổ máy.
Sau khi khởi động máy xong phải tắc ngay các bugi xông máy. Nếu để dòng điện chạy qua lâu sẽ đứt các dây điện trở bugi xông máy. Chú ý khi lắp các bugi xông máy vào buồng đốt, dây điện trở phải nằm cách chùm tia nhiên liệu, chùm tia nhiên liệu không được phun chạm vào dây điện trở. Hệ thống xông máy này có 2 kiểu bugi: loại một điện cực, loại hai điện cực.
Bugi xông máy loại một điện cực: Giữa thân bugi có một điện cực trung tâm với điện trở, đầu kia của điện trở nối với thân bugi qua khâu hình nón và nối ra mass. Thân và điện cực trung tâm không chạm vào nhau qua 2 khâu cách điện đặt phía trên và dưới. Loại bugi này dùng nguồn điện 6 vôn hoặc 12 vôn được mắc song song. Nếu một bugi bị đứt thì các bugi khác vẫn hoạt động bình thường.8: Bugi xông máy loại một điện cực (dùng trên xe Toyota) 1.
Khâu cách điện; 4. Khâu ren răng; Trang 8 6. Điện cực trung tâm; 7. Khâu cách điện; 8.
Đai ốc DW 15L) Bugi xông máy loại hai điện cực: Loại này thông dụng hơn và được sử dụng trên hầu hết xe hiện nay. Bugi có một điện cực trung tâm nối với dây điện trở, đầu kia nối với thân trong bugi qua khâu hình nón. Cả điện cực trung tâm và bugi cách điện với nhau và cách điện với thân ngoài bugi. Thân ngoài bugi lắp ngoài bugi bằng mối ghép ren.
Loại này dùng điện thế từ 1.7 vôn và được mắc nối tiếp trong mạch. Trong mạch điện có từ 2 điện trở bồ sung và 1 điện trở kiểm soát (thường là đèn) và các bugi. Điện trở kiểm soát thường được lắp ở vị trí trước mặt người lái xe để kiểm soát tình trạng hoạt động của các bugi xông máy. Điện hế của điện trở này thường là 1.7 vôn hoặc 2 vôn.
Điện trở bổ sung dùng đề thay đổi điện trong mạch điện cho đúng điện thế của bình accu.9: Bugi xông máy loại hai điện cực Trang 9 1. Khâu cách điện; 4. Khâu ren răng; 6. Điện cực trung tâm; 7.
Khâu cách điện; 8. Công tắc xông máy; 10. Điện trở kiểm soát; 11. Điện trở bổ sung 3.5 vôn Ví dụ: động cơ 4 xylanh dùng 4 bugi xông máy, điện thế mỗi bugi là 1.
Vậy điện thế tổng của 4 bugi 1. Một điện trở kiểm soát 1.7 vôn, điện trở tổng cộng là 8. Do đó để có thể sử dụng bình 12 vôn thì phải mắc điện trở có điện thế là 12 – 8.5 vôn Ở mạch điện này nếu một bugi xông máy bị đứt thì cả hệ thống không hoạt động. Hệ thống xông nóng khí hút Hệ thống xông nóng khí hút có 2 loại: - Dùng điện trở hình xoắn.
- Loại đốt cháy nhiên liệu để xông nóng không khí. Dùng điện trở hình xoắn. Thường đặt tại miệng ống hút gió phía sau bầu lọc gió, sử dụng điện áp accu nung nóng khí trước khi khởi động như loại bugi xông nóng khí nạp trong buồng đốt. Loại này ít thông dụng vì hao điện và gây sức cản trên ống góp hút.10: Sơ đồ hệ thống xông máy dùng điện trở hình xoắn 1.
Công tắc xông máy; 3. Bộ xông nóng đơn hoặc kép; 4. Mạch âm đến đầu nối máy phát Trang 10 Loại đốt cháy nhiên liệu để xông nóng không khí: Hình1.11: Sơ đồ hệ thống xông máy bằng tia lửa dùng bơm tay 1. Nhiên liệu từ thùng chứa đến; 2.
Công tắc giảm áp; 4. Điện accu đến; 5. Bugi Loại này phun nhiên liệu thành những hạt nhỏ vào ống (ống hút khí) và đốt cháy nhiên liệu bởi bugi đánh lửa. Hệ thống này gồm 1 bơm nhiên liệu bằng điện hoặc bằng tay, lấy nhiên liệu từ bơm tiếp vận đưa đến hệ thống đặt trong ống góp hút.
Một bugi đánh lửa đặt gần tia phun nhiên liệu và đánh lửa bằng dòng điện accu, dòng điện này đã được cho qua bôbin thành dòng điện cao áp.12: Hệ thống xông máy bằng tia lửa 1. Điện trở của bugi; 3. Tia nhiên liệu; 5.