Chương I: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL Sau khi học xong chương này, người học có khả năng: Trình bày được nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống nhiên liệu. Liệt kê được các bộ phận có trong hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel. Trình bày được nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu trên động cơ Diesel. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL 1.
Nhiệm vụ - Dự trữ và cung cấp nhiên liệu cho động cơ hoạt động liên tục trong một khoảng thời gian quy định. - Lọc sạch tạp chất cơ học và nước có lẫn trong nhiên liệu (tỉ trọng Diesel 0. - Cung cấp lượng nhiên liệu đúng lúc. Với một lượng cần thiết.
Theo một quy luật nhất định phù hợp chu trình công tác của động cơ. - Nhiên liệu được phun dưới dạng sương, pha trộn đều trong buồng đốt để việc bốc cháy dễ dàng. Thời gian cung cấp nhiên liệu cho mỗi xy lanh từ 20400 ứng với góc quay trục khuỷu. Áp suất bắt đầu phun khoảng 150250kgf/cm2 (trong quá trình phun áp suất tới 500800kgf/cm2) và đặc biệt có thể tới 15002000kgf/cm2 (áp suất ở vòi phun).
Yêu cầu của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel - Hoạt động ổn định, có độ tin cậy và tuổi thọ cao. - Dễ chế tạo và có giá thành rẻ. - Thuận tiện trong sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa động cơ. - Thời điểm bắt đầu phun chính xác.
- Lượng nhiên liệu phun phải kịp thời, đúng thời điểm. - Áp suất phun phải bảo đảm. Phân loại của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel a. Phân loại theo hệ thống nhiên liệu - Hệ thống nhiên liệu bơm cá nhân PF.
- Hệ thống nhiên liệu thẳng hàng PE. - Hệ thống nhiên liệu bơm cao áp VE. 6 Cao Đẳng Công Thương TP. Hồ Chí Minh - Hệ thống nhiên liệu kim bơm liên hợp GM.
- Hệ thống nhiên liệu bơm Cummins-PT. - Hệ thống nhiên liệu VE-EDC. - Hệ thống nhiên liệu Common-rail. Phân loại theo phương pháp điều khiển bơm cao áp - Bơm cao áp cơ khí (PF, PE, VE, GM, Cummins-PT…).
- Bơm cao áp điện tử (Bơm cao áp điện tử được sử dụng hệ thống nhiên liệu VE -EDC, Common-rail). SƠ ĐỒ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL Điểm khác biệt lớn nhất của động cơ Diesel so với động cơ xăng là địa điểm và thời gian hình thành hòa khí. Trong động cơ xăng, hòa khí bắt đầu hình thành ngay từ khi xăng được hút khỏi vòi phun vào đường ống nạp (động cơ dùng bộ chế hòa khí) hoặc được phun vào xylanh động cơ (động cơ GDI – phun xăng trực tiếp), quá trình hình thành hỗn hợp còn tiếp diễn bên trong xylanh, suốt quá trình nạp và quá trình nén cho đến khi được đốt cháy cưỡng bức bằng tia lửa điện. Trên động cơ Diesel, vào cuối quá trình nén, nhiên liệu mới được phun vào buồng cháy động cơ để hình thành hòa khí sau đó hòa khí tự bốc cháy khi gặp điều kiện nhiệt độ và áp suất thích hợp.
Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel là bộ phận quan trọng nhất của động cơ để thực hiện việc hình thành hòa khí kể trên. 7 Cao Đẳng Công Thương TP. Hồ Chí Minh Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu trên động cơ Diesel * Cấu tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ Diesel gồm: Thùng chứa dầu Diesel, bơm tiếp vận, lọc dầu, bơm cao áp, kim phun và các đường ống dẫn dầu. * Nguyên lý làm việc: Bơm tiếp vận hút nhiên liệu từ bình chứa đi qua bơm và được bơm qua bầu lọc dầu, tới bơm cao áp.
Bơm cao áp cung cấp nhiên liệu có áp suất cao vào đường cao áp, tới kim phun để phun vào buồng cháy động cơ. Lượng nhiên liệu thừa trong trong mỗi chu trình công tác của động cơ được đưa về thùng chứa dầu thông qua đường dầu hồi (hình 1. 8 Cao Đẳng Công Thương TP. Hồ Chí Minh Chương II: KIM PHUN TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL Sau khi học xong chương này, người học có khả năng: Trình bày được nhiệm vụ và phân loại kim phun.
Liệt kê được các chi tiết có trong kim phun. Giải thích được cấu tạo và nguyên lý làm việc của kim phun. Liệt kê được các phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa kim phun. Giải thích được phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa kim phun và cách khắc phục hư hỏng.
Giải thích được nguyên nhân gây ra một số hư hỏng thường gặp của kim phun. Kiểm tra và sửa chữa được các hư hỏng thường gặp của kim phun. NHIỆM VỤ VÀ PHÂN LOẠI 1. Nhiệm vụ của kim phun Kim phun nhiên liệu thường được lắp trên nắp xylanh, dùng để phun tơi nhiên liệu thành những hạt có kích thước rất nhỏ vào buồng cháy, giúp hỗn hợp được hình thành nhanh chóng và kịp thời.
Tạo điều kiện tốt nhất cho quá trình cháy xảy ra, nâng cao tính năng kinh tế và kỹ thuật của động cơ. Phân loại Căn cứ vào sự khác nhau của đót kim và lổ tia, kim phun được chia làm 2 loại: - Kim phun đót kín lỗ tia kín. - Kim phun đót kín lỗ tia hở. CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CÁC KIM PHUN 1.
Kim phun đót kín lỗ tia kín Kim phun được cấu tạo gồm một thân kim và trên đó có các lỗ để bắt đường ống dầu từ bơm cao áp đến và đường dầu trở về thùng chứa. Trong kim phun có khoan một lổ nhỏ để dẫn dầu cao áp đến đót kim, bên trong thân kim chứa cây đẩy lò xo, phía trên lò xo là miếng đệm để điều chỉnh sức nén của lò xo, trên cùng là chụp đậy. Đót kim nối với thân kim nhờ một khâu nối, bên trong đót kim có đường dầu cao áp đến phòng chứa dầu cao áp (13). Dưới cùng là lỗ tia phun nhiên liệu luôn đóng lại nhờ van kim (12).
Van kim có dạng hình trụ, một đầu tựa vào cây đẩy nơi thân kim, đầu còn lại có hai mặt côn, mặt côn lớn là nơi tác dụng của dầu cao áp để nâng kim lên, mặt côn nhỏ để đậy kín van. 9 Cao Đẳng Công Thương TP. Hồ Chí Minh Hình 2.1a: Kim phun đót kín lổ tia kín 1 – Đường dầu vào; 2– Lọc nhiên liệu kiểu khe; 3 – Thân kim; 4 – Cây đẩy; 5 – Đĩa nối; 6 – Đót kim; 7 – Đầu nối ống cao áp; 8 – Lỗ dầu về; 9 – Đệm điều chỉnh; 10 – Lò xo;11 – Đai ốc giữa vòi phun; 12 – Van kim; 13 – Phòng chứa dầu cao áp; 14 – Lỗ dẫn dầu; 15 – Lỗ Phun; 16 – Chuôi kim. Loại đót kín lổ tia kín chỉ có một lỗ tia chính khi không làm việc van kim luôn đậy kín lỗ tia và ló ra ngoài một cái chuôi (hình 2.
Lỗ tia đươc đậy kín nên ít bị ngẹt do đóng muội than và nhiên liệu phun ra khỏi lỗ tia đưới dạng hình côn rỗng .1b: Kim phun đót kín lổ tia kín 1 – Chuôi kim; 2 – Đót kim; 3 – Phòng chứa dầu áp cao; 4 – Van kim. Đặc điểm chính của loại kim phun này là tiết diện lưu thông của van kim thay đổi theo hành trình của van kim. Các loại kim phun có chuôi trên đót kim thường dùng chuôi hình chóp cụt. Bằng cách thay đổi góc côn trên chuôi kim phun (0 60) ta có thể thay đổi tiết diện lưu thông hình vành khăn giữa lổ tia và chuôi kim 10 Cao Đẳng Công Thương TP.
Hồ Chí Minh phun, góc phun nhiên liệu kim phun này thường rất rộng. Độ nâng van kim nằm trong giới hạn từ 0,3 ÷ 0,5 mm. Kim phun kín lỗ tia kín thường sử dụng trong các loại động cơ có buồng đốt ngăn cách. Áp lực phun của kim vào khoảng 100 ÷ 140 kgf/cm2.
Kim phun đót kín lỗ tia hở Hình 2.2: Kim phun đót kín lổ tia hở 1 – Đường dầu vào; 2 – Thân kim; 3 – Đai ốc giữa vòi phun; 4 – Đĩa nối; 5 – Đót kim; 6 – Đầu nối ống cao áp; 7– Lọc nhiên liệu kiểu khe; 8 – Lỗ dầu về; 9 – Đệm điều chỉnh; 10 – Lỗ dẫn dầu; 11 – Lò xo; 12 – Cây đẩy; 13 – Chốt định vị; 14 – Van kim; 15 – Phòng chứa dầu cao áp; 16 – Lỗ tia. Đặc điểm của loại kim phun này cũng có một van kim nhưng không có chuôi đậy kín lỗ tia, van kim có hai mặt côn, mặt lớn là nơi tác dụng của dầu cao áp và mặt nhỏ dùng để đậy kín. Ở đầu đót kim nhô ra dạng chỏm lồi trên chỏm có khoang nhiều lỗ nhỏ (4 10) lỗ đường kính khoảng (0,1÷0,35)mm và góc giữa các lỗ phun 750 (góc so với đường tâm). Áp suất bắt đầu phun từ 150250kgf/cm2 (trong quá trình phun áp suất tới 500 800kgf/cm2).
Khi động cơ làm việc, nhiên liệu từ bơm cao áp theo đường ống cao áp và kim phun xuống đót kim nằm tại buồng chứa dầu cao áp. Bình thường lò xo (11) luôn luôn tác dụng làm van kim (14) đóng các lỗ tia (16). Vào lúc cấp nhiên liệu, 11 Cao Đẳng Công Thương TP. Hồ Chí Minh nhờ áp suất nhiên liệu tác dụng vào mặt côn lớn của kim, van kim được nhấc lên nhiên liệu được phun vào buồng đốt.
Đến khi dứt phun, áp suất nhiên liệu giảm, nhỏ hơn lực ép của lò xo. Kim đóng kín các lỗ tia trên bệ đót, ngăn không cho nhiên liệu phun ra. Độ nâng của kim thường từ 0,3÷0,5mm và được giới hạn bởi mặt lắp ghép giữa đót kim và thân kim. Một phần nhỏ nhiên liệu sẽ bị rò rỉ qua khe hở giữa van kim (14) và đót kim (5) lên trên theo đường ống dầu trở về thùng chứa, lượng dầu này rất cần thiết để làm trơn và làm mát van kim khi chuyển động trong đót kim.
Áp suất phun của nhiên liệu có thể điều chỉnh được bằng vít điều chỉnh trên lò xo hoặc thay đổi miếng chêm (nếu không có vít điều chỉnh), khi tăng lực nén lò xo sẽ tăng áp suất phun và ngược lại. Lực căng lò xo tăng thì tia nhiên liệu càng dài và càng sương nhưng không thể tăng áp suất lớn, vì giá trị áp suất này phụ thuộc vào tình trạng bơm cao áp và dạng buồng đốt. Vòi phun kín có kim được sử dụng rất rộng rãi trong các động cơ Diesel buồng cháy thống nhất. BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA KIM PHUN 1.
Chuẩn bị - Kim phun cần xác định tình trạng hư hỏng. - Bàn thử kim. - Dầu Diesel, gasoil sạch, cát và khăn sạch.