Giáo trình Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel

ạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2 LỜI GIỚI THIỆU Trong suốt quãng thời gian thăng trầm, công nghệ động cơ Diesel liên tục có những bước cải tiến lớn. Đến nay, tiếng ồn của động cơ đã giảm nhờ hệ thống cách âm và hệ thống phun nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử điều khiển quá trình đốt nhiên liệu tốt hơn, khí thải giảm xuống và thời gian khởi động nhanh gần bằng động cơ xăng. Với mong muốn đó giáo trình được biên soạn, nội dung giáo trình bao gồm 3 bài: Bài 1: Tổng quan về hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel Bài 2: Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí Bài 3: Hệ thống phun dầu điện tử Common Rail Kiến thức trong giáo trình được biên soạn theo chương trình của Trường Cao Đẳng Cơ Điện Hà Nội, sắp xếp lôgic từ nhệm vụ, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel đến cách phân tích các hư hỏng, phương pháp kiểm tra và trình tự thực hành bảo dưỡng, sửa chữa do đó người học có thể hiểu một cách dễ dàng. Xin chân thành cảm ơn Trường Cao Đẳng Cơ Điện Hà Nội, khoa Động lực cũng như sự giúp đỡ quý báu của đồng nghiệp đã giúp tác giả hoàn thành giáo trình này. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng chắc chắn khống tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận được ý kiến đóng góp của người đọc để lần xuất bản sau giáo trình được hoàn thiện hơn. Hà Nội, ngày..........tháng........... năm 2020 Tham gia biên soạn Chủ biên: 1. Đào Ngọc Hoàng 2. Hoàng Minh Kha 3 MỤC LỤC TRANG TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN ........................................................................................ 1 LỜI GIỚI THIỆU ........................................................................................................ 2 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN ........................................................................ 4 Bài 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU .......................... 9 ĐỘNG CƠ DIESEL .................................................................................................... 9 Bài 2: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL SỬ DỤNG ....................... 14 BƠM CAO ÁP CƠ KHÍ ........................................................................................... 14 Bài 3: HỆ THỐNG PHUN DẦU ĐIỆN TỬ COMMON RAIL ............................... 41 4 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN Mô đun: Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel Mã mô đun: 30 Vị trí, tính chất của mô đun: - Vị trí: Là mô đun kỹ thuật trong chương trình đào tạo nghề Công nghệ ô tô. Mô đun có thể bố trí học song song với các môn học chung. - Tính chất: Là mô đun chuyên ngành công nghệ ô tô, trang bị cho người học kiến thức, kỹ năng về Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: Giải thích được các nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel. Mô tả được sơ đồ cấu tạo và giải thích nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel. Mô tả được cấu tạo, nguyên lý làm việc của bơm cao áp, vòi phun cáo áp, bơm thấp áp, bầu lọc và các đường ống dẫn trong hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel Mô tả được cấu tạo và giải thích được nguyên lý làm việc của hệ thống phun dầu điện tử Common Rail. Mô tả được cấu tạo và nguyên lý làm việc của ECU, bơm cao áp điện tử, vòi phun dầu điện tử và các cảm biến trong hệ thống phun dầu điện tử Common Rail. Phân tích được những hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng trong hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel cơ khí và hệ thống phun dầu điện tử Common Rail. Mô tả được các phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa những hư hỏng của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel cơ khí và hệ thống phun dầu điện tử Common Rail. Tìm kiếm thông tin trên mạng internet liên quan đến các bài học, bài tập - Kỹ năng: Sử dụng phù hợp các thiết bị, dụng cụ trong kiểm tra và sửa chữa đảm bảo chính xác và an toàn. Tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa được các chi tiết, bộ phận của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel đúng quy trình và đảm bảo tiêu chu n kỹ thuật. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Có khả năng nhận lệnh, tổ chức sản xuất kỹ thuật, an toàn và vệ sinh công nghiệp 5 Xây dựng, thực hiện phương án bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống nhiên liệu đông cơ Diesel đảm bảo đúng kỹ thuật, an toàn và vệ sinh công nghiệp Rèn luyện tính kỷ luật, c n thận, tác phong công nghiệp trong công việc. Có ý thức tự học, tự chu n bị bài theo yêu cầu của giáo viên. Nội dung của môn học/mô đun: 1. Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian: Số TT Tên các bài trong mô đun Thời gian (giờ) Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, tham luận, bài tập Kiểm tra 1 Bài 1: Tổng quan về hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel 5 4 1 1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel 1.1. Nhiệm vụ 1.2. Yêu cầu 1.3. Phân loại 0,5 0,5 2. Khái quát về nhiên liệu Diesel 2.1. Nguồn gốc của Diesel 2.2. Tính chất cơ bản của dầu Diesel 0,5 0,5 3. Hỗn hợp công tác của động cơ Diesel 3.1. Khái niệm hỗn hợp công tác của động cơ Diesel 3.2. Sự hình thành hỗn hợp trong động cơ Diesel 1 1 4. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel. 4.1. Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí 4.2. Hệ thống phun dầu điện tử 3 2 1 6 Số TT Tên các bài trong mô đun Thời gian (giờ) Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, tham luận, bài tập Kiểm tra 4.3. Nhận dạng các hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel 2 Bài 2: Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí 45 18 25 2 1. Bơm cao áp PE 17,5 7,5 9 1 1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại 4 1 2 1 1.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của một phân bơm 2 1.3. Các phương pháp điều chỉnh lượng phun nhiên liệu 1.4. Bộ điều tốc 5 1,5 3,5 1.5. Cơ cấu tự động điều chỉnh góc phun sớm nhiên liệu 5 1,5 2,5 1 1.6. Kiểm tra, sửa chữa bơm cao áp PE 2,5 1,5 1 2. Bơm cao áp VE 15 6 8 1 2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại 5 2,5 2.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc 2,5 2.3. Bộ điều tốc 2,5 1 1,5 2.4. Cơ cấu tự động điều chỉnh góc phun sớm nhiên liệu 2,5 1 1,5 2.5. Kiểm tra, sửa chữa bơm cao áp VE 5 1,5 2,5 1 3. Bơm thấp áp 5 2 3 3.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại 1,5 1,5 3.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc 3.3. Kiểm tra, sửa chữa 3,5 0,5 3 4. Vòi phun cao áp 5 1,5 2 1,5 3 3 4.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại 4.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc 7 Số TT Tên các bài trong mô đun Thời gian (giờ) Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, tham luận, bài tập Kiểm tra 4.3. Kiểm tra, sửa chữa 5. Bầu lọc, đường ống dẫn và thùng chứa nhiên liệu 5.1. Bầu lọc 5.2. Đường ống dẫn 5.3. Thùng chứa 3,5 2,5 0,5 1 1,5 3 Bài 3: Hệ thống phun dầu điện tử Common Rail 40 10 29 1 1. Tổng quan về hệ thống phun dầu điện tử 5 2 3 1.1. Khái niệm 1 1 1.2. Phân loại 1.3.Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống phun dầu điện tử 1.4. Nhận dạng các chi tiết của hệ thống phun dầu điện tử 1 3 1 3 2. Các cảm biến 2.1. Cảm biến lưu lượng khí nạp 2.2. Cảm biến nhiệt độ khí nạp 2.3. Cảm biến vị trí trục cơ 2.4. Cảm biến vị trí trục cam 2.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 2.6. Cảm biến áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp 2.7. Cảm biến vị trí bàn đạp ga 2.8. Cảm biến vị trí bướm ga 2.9. Van điều khiển hút 2.10. Cảm biến áp suất ống phân phối 15 2 2 1 1 1 1 2 2 2 1 4 11 8 Số TT Tên các bài trong mô đun Thời gian (giờ) Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, tham luận, bài tập Kiểm tra 3. Bộ điều khiển điện tử ECU 3.1. Chức năng, nhiệm vụ 3.2. Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc 3.3. Kiểm tra, bảo dưỡng ECU 5 2 3 4. Bơm cao áp điện tử 4.1. Chức năng, nhiệm vụ 4.2. Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc 4.3. Kiểm tra, sửa chữa 5 1 4 5. Vòi phun cao áp điều khiển điện tử 5.1. Nhiệm vụ, phân loại 5.2. Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc 5.3. Mạch điện điều khiển vòi phun 5.4. Kiểm tra, bảo dưỡng vòi phun 10 5 2,5 2,5 2 1 0,5 0,5 7 4 2 1 1 1 Cộng 90 32 55 3 9 Bài 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL Mục tiêu: - Giải thích được nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại của hệ thống nhiên liệu Diesel. - Mô tả được cấu tạo và giải thích nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel. - Trình bày được các khái niệm về nhiên liệu Diesel và hỗn hợp công tác của động cơ Diesel. - Tích cực, chủ động trong các giờ hoc. - Biết chia sẻ thông tin, tham gia nhiệt tình các hoạt động theo nhóm. - Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô. - Rèn luyện tính kỷ luật, c n thận, tác phong công nghiệp trong công việc. - Có ý thức tự học, tự chu n bị bài theo yêu cầu của giáo viên. Nội dung chính 1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel 1.1. Nhiệm vụ Cung cấp nhiên liệu Diezen co áp suất cao dưới dạng sương mù vào buồng cháy của xi lanh đúng thời điểm, phù hợp với từng chế độ tải trọng và tấc độ của động cơ. 1.2. Yêu cầu - Dầu Diezen cung cấp cho động cơ phải sạch. - Thời điểm bắt đầu phun phải chính xác, thời điểm kết thúc phải dứt khoát không bị nhỏ giọt. - Lượng cung cấp nhiên liệu phải đồng đều giữa các xi lanh của động cơ. - Áp suất phun phải đảm bảo để nhiên liệu phun ra dưới dạng sương mù. - Lượng cung cấp nhiên liệu phải phù hợp với mọi chế độ làm việc của động cơ. 1.3. Phân loại - Theo cơ cấu điều khiển thời điểm và lượng CC nhiên liệu: HTCCNL kiểu cơ khí; HTCCNL điều khiển điện tử; - Theo phương pháp phân phối nhiên liệu cho các xylanh: Bơm dãy: gồm nhiều phân bơm, mỗi phân bơm CC nhiên liệu cho 1 xylanh; bơm nhánh có thể là bơm rời hoặc cụm bơm. Bơm phân phối (bơm chia): một phân bơm đảm bảo cung cấp nhiờn liệu cho nhiều xi lanh. - Theo quan hệ lắp đặt giữa BCA và vòi phun: 10 Bơm cao áp - đường ống - vòi phun : đường ống cao áp nối các phân bơm với vòi phun có chiều dài như nhau. Bơm cao áp vòi phun kết hợp 2. Khái quát về nhiên liệu Diesel 2.1. Nguồn gốc của Diesel - Dầu Diesel, còn gọi là dầu gazole, là một loại nhiên liệu lỏng, sản ph m tinh chế từ dầu mỏ có thành phần chưng cất nằm giữa dầu hỏa (kesosene) và dầu bôi trơn công nghiệp (lubricating oil). Chúng thường có nhiệt độ bốc hơi từ 175 đến 370 độ C. Các nhiên liệu Diesel nặng hơn, với nhiệt độ bốc hơi 315 đến 425 độ C. - Dầu Diesel được đặt tên theo nhà sáng chế Rudolf Diesel, và có thể được dùng trong loại động cơ đốt trong mang cùng tên, động cơ Diesel. 2.2. Tính chất cơ bản của Diesel a. Khái niệm chung - Dầu Diesel cũng có nguồn gốc từ dầu mỏ, cũng có gốc là CxHy. Dầu Diesel có 2 loại thông dụng, đó là dầu D.O (Diesel Oil) và dầu F.O (Fuel Oil). - Dầu F.O: có độ nhớt cao (đặc), được chưng cất lấy ra từ nhiệt độ cao (350°C). Dầu F.O dùng để những động cơ có số vòng quay thấp như: máy phát điện, tàu thuỷ, các nhà máy nhiệt điện... - Dầu D.O: còn gọi là dầu gasoil, loãng hơn dầu F.O, được lấy ra từ nhiệt độ khoảng 250° ÷ 400°C. Hầu hết các xe ôtô máy dầu đều sử dụng dầu D.O để hoạt động. b. Các đặc tính Cũng như xăng, dầu D.O cũng yêu cầu có các đặc tính sau: - Tính bốc hơi và tự bốc cháy thích hợp với tỉ số nén và khí hậu mà động cơ đó đang hoạt động. - Không lẫn tạp chất gây mài mòn, ăn mòn hoá học. * Tính bay hơi của nhiên liệu - Nhiên liệu phun vào buồng cháy động cơ Diesel được bốc cháy sau khi hình thành hoà khí. - Trong thời gian cháy trễ (tính từ lúc phun nhiên liệu vào buồng cháy tới lúc bắt đầu cháy ) tốc độ và số lượng bay hơi của nhiên liệu phụ thuộc nhiều vào tính bay hơi của nhiên liệu phun vào động cơ. - Tốc độ bay hơi của nhiên liệu có ảnh hưởng lớn tới tốc độ hình thành hoà khí trong buồng cháy. Thời gian hình thành hòa khí của động cơ Diesel cao tốc rất ngắn, do đó đòi hỏi tính bay hơi cao của nhiên liệu. 11 - Nhiên liệu có thành phần chưng cất nặng thì khó cháy, kết quả làm tăng muội than, làm tăng nhiệt độ khí xả, tăng tổn thất nhiệt làm giảm hiệu suất và độ tin cậy hoạt động của động cơ. Nhưng nếu thành phần chưng cất nhẹ quá, sẽ khiến hòa khí khó tự cháy, làm tăng thời gian cháy trễ và khi hòa khí đã bắt đầu tự cháy thì hầu như toàn bộ phần chưng cất nhẹ của nhiên liệu đã phun vào động cơ sẽ bốc cháy tức thời, khiến tốc độ tăng áp suất rất lớn, gây tiếng nổ thô bạo, không êm. - Mỗi loại buồng cháy của động cơ Diesel có đòi hỏi khác nhau về tính bay hơi của nhiên liệu. Các buồng cháy dự bị và xoáy lốc có thể dùng nhiên liệu có thành phần chưng cất nhẹ. - Riêng động cơ đa nhiên liệu không có yêu cầu gì đặc biệt đối với tính bay hơi của nhiên liệu. * Đánh giá tính tự cháy của nhiên liệu Diesel Tính tự cháy của hoà khí ( nhiên liệu ) trong buồng cháy là một chỉ tiêu quan trọng của nhiên liệu Diesel. Trong động cơ Diesel, nhiên liệu được phun vào buồng cháy ở cuối kì nén, nó không bốc cháy ngay mà phải qua một thời gian chu n bị sau đó mới tự bốc cháy. * Chỉ số xêtan (Xe) - Chỉ số xêtan là giá trị biểu thị cho tính dễ cháy của dầu D.O. Chỉ số này càng lớn thì dầu D.O càng dễ cháy và cháy càng mãnh liệt. - Thành phần xêtan trong hỗn hợp với chất - metylnaphtaline (C11H10) tính theo % trong hỗn hợp được xem là chỉ số xê-tan cần xác định. - Chỉ số xê-tan thông dụng từ 35 – 55. - Ở nước ta thường dùng dầu Diesel D45 – D48. 3. Hỗn hợp công tác của động cơ Diesel 3.1. Khái niệm hỗn hợp công tác của động cơ Diesel Hỗn hợp công tác của động cơ Diesel là hỗn hợp được hòa trộn giữa không khí có áp suất cao và nhiên liệu Diesel có áp suất cao dưới dạng sương mù. 3.2. Sự hình thành hòa khí trong động cơ Diesel Nhiên liệu được phun vào xilanh ở cuối kì nén với áp suất cao -Thời gian hình thành hòa khí ngắn hơn so với ĐC xăng. -Tỉ lệ giữa lượng nhiên liệu & không khí phụ thuộc vào từng chế độ làm việc của ĐC & việc điều chỉnh này do bơm cao áp đảm nhận. 4. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel. 4.1. Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí a. Sơ đồ cấu tạo chung: 12 b. Nguyên lý làm việc - Khi động cơ làm việc Ở kì nạp: Không khí được hút qua bầu lọc khí , đường ống nạp vào cửa nạp đi vào xilanh Nhờ bơm chuyển nhiên liệu, nhiên liệu được hút từ thùng nhiên liệu, được lọc ở bầu lọc thô và tinh rồi đưa tới khoang chứa của bơm cao áp. Cuối kì nén: Bơm cao áp bơm một lượng nhiên liệu nhất định với áp suất cao vào vòi phun để phun vào xilanh động cơ.Nhiên liệu hoà trộn với khí nén tạo thành hoà khí rồi tự bốc cháy 4.2. Hệ thống phun dầu điện tử Common Rail a. Sơ đồ cấu tạo Hệ thống phun dầu điện tử Common Rail 1. Bơm cao áp 2. Pittông 3. Bơm nạp 4. Van phân phối 5. SCV (van điều khiển hút) 6. Ống phân phối 7. Cảm biến áp suất ống phân phối 8. Van xả áp 9. Bộ giới hạn áp suất 10. Vòi phun 11. ECU động cơ 12. EDU 13. Các loại cảm biến 14. Phin lọc nhiên liệu 15. Bình nhiên liệu (đỏ) Dòng phun nhiên liệu 16. (xanh) Dòng nhiên liệu hồi 13 b. Nguyên lý làm việc Bơm cấp hút nhiên liệu ra khỏi bình. SCV (van điều khiển hút) sẽ điều khiển lượng nhiên liệu đến bơm nhiên liệu và dẫn dầu đến các piston. Các piston nén nhiên liệu chảy qua van phân phối đến ống phân phối. Nhiên liệu trong ống phân phối sau đó sẽ được đưa đến các vòi phun để phun vào các xy-lanh. Lượng nhiên liệu thừa từ bơm cao áp, ống phân phối, vòi phun và các ống hồi quay trở lại bình nhiên liệu * Thực hành: Nhận biết các loại hệ thống nhiên liệu động cơ diesel và các chi tiết, bộ phận của hệ thống. 14 Bài 2: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL SỬ DỤNG BƠM CAO ÁP CƠ KHÍ Mục tiêu - Giải thích được nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại của các bộ phận trên hệ thống nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí - Mô tả được cấu tạo và giải thích được nguyên lý làm việc của bơm cao áp, bơm thấp áp, vòi phun cao áp, bầu lọc và các đường ống dẫn trong hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí. - Phân tích được nguyên nhân hư hỏng và trình bày được phương pháp kiểm tra hệ thống và các bộ phận trong hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí. - Kiểm tra, sửa chữa được các hư hỏng của hệ thống và các bộ phận trong hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí. - Tích cực, chủ động trong các giờ hoc. - Biết chia sẻ thông tin, tham gia nhiệt tình các hoạt động theo nhóm. - Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô. - Rèn luyện tính kỷ luật, c n thận, tác phong công nghiệp trong công việc. - Có ý thức tự học, tự chu n bị bài theo yêu cầu của giáo viên. Nội dung chính 1. Bơm cao áp PE 1.1.Nhiệm vụ, yêu cầu a. Nhiệm vụ Bơm cao áp là thiết bị dùng để cung cấp nhiên liệu có áp suất cao vào vòi phun để phun vào xi lanh của động cơ hoà trộn với không khí thực hiện quá trình cháy, giãn nở và sinh công có ích. b. Yêu cầu - Áp suất nhiên liệu do bơm tạo ra phải lớn hơn áp suất phun của vòi phun. - Cung cấp nhiên liệu đúng thời điểm quy định cho các xy lanh của động cơ. - Điều chỉnh được lượng nhiên liệu cho các xy lanh phù hợp với các chế độ làm việc và lượng nhiên liệu cung cấp phải đồng đều giữa các xy lanh. - Đảm bảo thời điểm bắt đầu phun và kết thúc phun phải chính xác, tránh hiện tượng phun nhỏ giọt. 1.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của một phân bơm a. Sơ đồ cấu tạo Hai chi tiết chủ yếu của phần tử bơm lắp trong vỏ bơm cao áp là píttông và xy lanh bơm. 15 - Píttông bơm được kéo đi xuống nhờ lò xo và được đ y đi lên nhờ vấu cam ở trên trục cam bơm cao áp. - Hai đầu lò xo có đế tựa lò xo. ống răng được lắp khớp với phần chữ T ở đuôi píttông. - Píttông được dẫn động xoay nhờ thanh răng ăn khớp với ống răng. - Bộ van thoát cao áp bao gồm van, đế van và lò xo van bố trí bên trên thân bơm. b. Nguyên lý làm việc Pít tông bơm cao áp PE chuyển động lên xuống trong xy lanh nhờ vấu cam bố trí trên trục cam bơm dẫn động. Nếu để thanh răng ở vị trí nhất định thì pít tông chỉ chuyển động lên xuống trong xy lanh mà không tự xoay được. Nguyên tắc hoạt động của bơm cao áp PE tạm chia ra làm ba giai đoạn: Nạp nhiên liệu vào bơm, bắt đầu bơm và kết thúc bơm. * Nạp nhiên liệu Khi cam chưa tác dụng lò xo kéo pít tông bơm xuống vị trí thấp nhất hai lỗ nạp N và thoát T mở ra nhiên liệu tràn vào xy lanh qua hai lỗ nạp và thoát. * Bắt đầu bơm nhiên liệu Khi vấu cam tác dụng, đ y con đội con lăn đi lên tác động píttông đi lên đến lúc đỉnh pít tông đóng kín hai cửa N, T là thời điểm bắt đầu bơm áp suất trong xy lanh bơm tăng lên đ y van thoát dầu cao áp mở ra, pít tông tiếp tục đi lên để bơm nhiên liệu đến vòi phun. * Kết thúc bơm nhiên liệu Pít tông tiếp tục đi lên cho đến khi rãnh xiên trên pít tông mở lỗ thoát T . Lúc này nhiên liệu ở trên đỉnh píttông thông qua rãnh thẳng đứng, qua rãnh xiên, đến rãnh ngang thoát về buồng chứa nhiên liệu trên vỏ bơm cao áp. 16 áp suất trong xy lanh bơm giảm nhanh và van thoát cao áp lập tức đóng lại, bơm cao áp kết thúc cung cấp nhiên liệu, vòi phun kết thúc phun, pít tông bơm vẫn tiếp tục đi lên vị trí cao nhất. 1.3. Các phương pháp diều chỉnh lượng phun nhiên liệu Muốn thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ, người ta tìm cách xoay pít tông trong xy lanh bơm. Bằng cách dịch chuyển thanh răng để xoay pít tông bơm cho rãnh xiên của nó mở sớm hay mở muộn lỗ thoát dầu T. - Khi ta điều chỉnh thanh răng và vành răng răng thông qua cần ga để xoay pít tông bơm qua trái, rãnh xiên trên đầu pít tông bơm mở lỗ thoát dầu T muộn nhiên liệu bơm đi nhiều, vận tốc trục khủyu động cơ tăng lên - Khi ta xoay pít tông bơm qua phải rãnh xiên mở lỗ thoát T sớm nhiên liệu bơm đi ít, vận tốc trục khuỷu giảm. Có nghĩa là khi giảm ga thời điểm kết thúc bơm sớm hơn khi tăng ga. - Nếu tiếp tục xoay pít tông bơm về tận cùng phía bên phải rãnh đứng ở trên đầu pít tông bơm đối diện với lỗ thoát dầu T, lưu lượng nhiên liệu bơm đi bằng 0, tắt máy. - Thời điểm bắt đầu bơm cố định với mọi vận tốc trục khuỷu, thời điểm kết thúc bơm thay đổi, lượng nhiên liệu cung cấp của bơm chỉ phụ thuộc vào thời điểm kết thúc bơm. 1.4. Bộ điều tốc 1.4.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại a. Nhiệm vụ Điều hòa tốc độ động cơ dù có tải hay không có tải (giữ vững một tốc độ trong phạm vi cho phép tùy theo loại) có nghĩa là lúc có tải : kéo, nâng, ủi, phát điện hoặc không tải đều phải giữ một tốc độ động cơ trong lúc cần ga đứng yên. b. Yêu cầu - Đáp ứng được mọi vận tốc theo yêu cầu của động cơ. Ví dụ : lúc chạy cầm chừng động cơ quay 500 v/p, khi lên ga tối đa 2000 v/p dầu có tải hay không tải. - Phải giới hạn được mức tải để tránh gây hư hỏng máy. - Phải tự động cúp dầu để tắt máy khi số vòng quay vượt quá mức ấn định c. Phân loại Trong thực tế bộ điều tốc có rất nhiều loại khác nhau như điều tốc cơ khí (dùng nguyên lý của lực quán tính ly tâm), điều tốc chân không, điều tốc thuỷ lực.. 1.4.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc 17 a. Cấu tạo: Bộ điều tốc hai chế độ dùng trên bơm dãy Gồm có hai quả văng trượt ngang trên nhánh chữ thập. Trong hai quả văng có lò xo lồng vào trục quả văng, tựa lên ốc điều chỉnh luôn luôn ép hai qủa văng vào gần trục quay. Các cần nối dạng L liên kết quả văng với trục di động. Trục di động liên kết với tay đòn nhờ con trượt. Khớp trượt liên kết với bàn đạp ga thông qua cần dẫn động. Bộ điều tốc được gắn ở đầu trục cam bơm dãy cao áp. b. Nguyên lý làm việc - Khi người lái tác động vào bàn đạp ga thì thông qua cơ cấu dẫn động, không trực tiếp tác động vào thanh răng mà phải thông qua các khớp nối trung gian, đồng thời bộ điều tốc cũng tham ra vào việc điều chỉnh thanh răng. ứng với mỗi vị trí của chân ga sẽ có một vị trí cân bằng mới của động cơ. - Trong trường hợp mất cân bằng vì một lý do nào đó làm cho tốc độ động cơ giảm, nếu không bổ xung thêm nhiên liệu cho động cơ thì động cơ sẽ chết máy, trong trường hợp này quả văng của bộ điều tốc sẽ “cụp lại” do tốc độ động cơ giảm làm giảm lực quá tính ly tâm vì vậy đ y cơ cấu dẫn động thanh răng về phía tăng mức nhiên liệu (hình a). - Trong trường hợp động cơ có su hướng tăng tốc độ thì do lực quán tính quả văng sẽ văng ra ngoài thông qua cơ cấu dẫn động sẽ đ y thanh răng về phía giảm nhiên liệu (hình b). Cứ như vậy bộ điều tốc sẽ ổn định tốc độ của động cơ. 1.4.3. Hư hỏng, nguyên nhân và phương pháp kiểm tra sửa chữa điều chỉnh a. Hư hỏng, nguyên nhân - Mòn chốt và lỗ bạc của cần nối L, đầu tiếp xúc với trục di trượt bị mòn do ma sát. 18 - Khớp trượt và rãnh trượt bị mòn do ma sát, con trượt và và phần trục di động lắp với con trượt bị mòn do ma sát. - Lò xo bị yếu, gẫy do mỏi. b. Phương pháp, kiểm tra, sửa chữa và điều chỉnh - Kiểm tra các bộ phận thường hỏng nêu trên bằng cách đo các kích thước của các bề mặt lắp ghép và xác định khe hở lắp ghép. Nếu khe hở lớn quá quy định phải sửa chữa bằng phương pháp sửa chữa theo kích thước sửa chữa như gia công lỗ mới và thay chốt mới phù hợp..., Nếu độ dơ lớn, mòn nhiều thì thay mới. - Lò xo yếu, gẫy thay mới. 1.5. Cơ cấu tự động điều chỉnh góc phun sớm nhiên liệu 1.5.1. Nhiệm vụ, yêu cầu a. Nhiệm vụ Bộ phun sớm có nhiệm vụ tự động điều khiển góc độ phun dầu sớm của bơm cao áp khi vận tốc trục khuỷu động cơ thay đổi. b. Yêu cầu - Bộ phun sớm phải hoạt động linh hoạt, nhạy và êm để tự động điều khiển góc phun sớm nhiên liệu phù hợp với vận tốc trục khuỷu của động cơ, đảm bảo cho động cơ phát huy được công suất tối đa. - Lực tác động phải đủ lớn thắng sức cản cơ khí của hệ thống truyền động để điều khiển góc phun sớm phù hợp với vận tốc trục khuỷu. 1.5.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc a. Cấu tạo Bộ phun sớm gồm có mâm tiếp động gắn cứng vào đầu côn của trục cam bơm cao áp nhờ chốt cavét và đai ốc. Trên mâm tiếp động có gắn hai trụ đứng A hai quả văng xoay nhẹ trên các trụ này. Mâm nối chủ động có hai vấu khớp với vấu của mâm truyền động từ động cơ đến. Mặt trong mâm có hai trụ tròn B tỳ vào mặt cong của hai quả văng . Hai lò xo gối đầu chống vào lỗ 19 của trụ A trên mâm và trụ B trên mâm và đ y các quả văng cúp vào. Nắp vặn ren vào mâm và đậy kín các chi tiết. b. Nguyên lý làm việc Khi động cơ ngừng hoạt động lò xo đ y trụ B trượt lên mặt cong quả văng ép hai quả văng cúp vào. Khi động cơ hoạt động, trục cam bơm cao áp quay kéo mâm quay, mâm kéo mâm quay, lực ly tâm của các quả văng lớn hơn sức căng lò xo làm các quả văng bung ra. Mặt cong của các quả văng trượt lên lưng cong của trụ B ép lò xo lại làm cho mâm phải dịch tới quay theo chiều quay của trục cam bơm cao áp một góc độ nhất định kéo trục cam bơm cao áp xoay theo để phun dầu sớm hơn. 1.5.3. Hư hỏng, nguyên nhân và phương pháp kiểm tra sửa chữa a. Hư hỏng, nguyên nhân Trong quá trình động cơ hoạt động nếu bộ phun sớm bị hư hỏng sẽ làm thay đổi góc phun sớm nhiên liệu, công suất động cơ giảm. - Hiện tượng khi động cơ làm việc bộ phun sớm điều khiển không đúng góc độ phun sớm, công suất động cơ giảm. - Nguyên nhân + Do mòn, nứt, gãy khớp truyền động. + Chờn ren các đai ốc hãm. + Các lò xo giảm tính đàn hồi. + Nứt, vỡ quả văng của bộ phun sớm. b. Phương pháp kiểm tra và sửa chưa * Sửa chữa đĩa chủ động - Hư hỏng và kiểm tra + Hư hỏng mâm nối chủ động, nắp đậy bị nứt, vỡ chờn hỏng lỗ ren. + Kiểm tra quan sát bằng mắt hoặc dùng kính lúp quan sát vết nứt, chờn hỏng lỗ ren. - Sửa chữa + Mâm nối chủ động và nắp đậy bị nứt, vỡ hàn đắp, sau đó sửa nguội. Các lỗ ren bị chờn, hỏng ren thì tiến hành ta rô lại ren có kích thước lớn hơn, thay vít mới. * Sửa chữa đĩa bị động - Hư hỏng và kiểm tra + Hư hỏng đĩa bị động bị nứt, vỡ. 20 + Kiểm tra bằng mắt thường hoặc dùng kính phóng đại kiểm tra vết nứt của đĩa bị động. - Sửa chữa + Đĩa bị động bị nứt, vỡ nhẹ thì tiến hành hàn đắp, sửa nguội phẳng đảm bảo đúng kích thước sửa chữa. * Sửa chữa lò xo bộ phun sớm và các đệm kín - Hư hỏng và kiểm tra + Hư hỏng lò xo bộ phun sớm bị giảm tính đàn hồi, các đệm kín đứt, hỏng, vít hãm bị chờn hỏng ren. + Kiểm tra lò xo bộ phun sớm bị giảm tính đàn hồi dùng thiết bị chuyên dùng đo chiều dài tự do của lò xo rồi so sánh với chiều dài tiêu chu n. Nếu chiều dài tự do giảm nhỏ hơn 2 mm phải sửa chữa. Các đệm kín bị hỏng, vít hãm chờn ren, kiểm tra quan sát bằng mắt. - Sửa chữa + Lò xo bộ phun sớm giảm tính đàn hồi thêm đệm hoặc thay lò xo mới đúng loại. Các đệm kín bị hỏng thay đệm mới. Vít hãm chờn hỏng ren thay mới đúng loại. * Sửa chữa chốt và các quả văng - Hư hỏng và kiểm tra + Hư hỏng các chốt trên mâm tiếp động bị mòn, quả văng bị nứt, vỡ + Kiểm tra dùng pan me đo kiểm tra độ mòn của các chốt rồi so sánh với độ mòn cho phép. + Quả văng bị nứt, vỡ kiểm tra bằng mắt thường - Sửa chữa + Các chốt bị mòn hàn đắp, gia công lại đúng kích thước, nếu không khắc phục được phải thay cả mâm tiếp động. + Các quả văng bị nứt, vỡ nhẹ thì hàn đắp, sửa nguội phẳng, nứt, vỡ lớn phải thay quả văng mới. 1.6. Kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa bơm cao áp PE a. Hư hỏng - Bộ đôi bơm cao áp ( piston- xi lanh) là một trong ba cặp chi tiết của hệ thống nhiên liệu điezn được chế tạo với cấp chính xác rất cao, vì vậy còn gọi bộ đôi siêu chính xác.có các yêu cầu kỹ thuật như: Độ ô van thân piston và xi lanh bằng 0,0005  0,001 mm. Độ côn từ 0,001  0,002 mm trên suốt chiều dài đồng thời phải đúng hướng côn cho phép ( piston trên to dưới nhỏ và xi lanh trên nhỏ dưới to ). Độ bóng Rz xấp xỉ 0,05 m 21 Khe hở lắp ghép gữa piston và xi lanh từ 0,001  0,002 mm - Trong quá trình làm việc hư hỏng của các chi tiết bơm thường gặp là: + Piston và xi lanh bị mòn không đều do ma sát làm tăng khe hở lắp ghép khiến bộ đôi không làm việc được. Thực tế khi khe gở lắp ghép tăng tới 0,008 mm thì bộ đôi không làm việc được nữa. Piston mòn chủ yếu ở gờ đỉnh và bề mặt rãnh chéo của vùng cung cấp nhiên liệu không tải ngay cạnh lỗ dầu biến cạnh sắc thành cạnh tròn, còn xi lanh mòn nhiều ở bề mặt quanh lỗ dầu và phía trên mòn nhiều hơn do khu vực này thường xuyên tiếp xúc với dòng nhiên liệu vào, ra khỏi bộ đôi. Những hạt mài có trong nhiên liệu kẹt lại ở đây tạo ra các vết cào xước làm bề mặt bị mờ đục có thể quan sát thấy rất rõ. Hình 9.410.a biểu diễn sự mài mòn của các chi tiết piston và xi lanh có các lỗ nạp dầu và thoát dầu của một cặp bộ đôi bơm cao áp . + Sự hao mòn làm chậm thời điểm phun, làm tăng lượng rò rỉ nhiên liệu mặt khác do tình trạng hao mòn không đồng đều giữa các nhánh bơm làm tăng độ cung cấp không không đồng đều nhiên liệu giữa các xi lanh, nhất là ở tốc độ thấp. + Van cao áp ( van triệt hồi ) cũng là một cặp bộ đôi được chế tạo chính xác thường bị mài mòn mặt côn đậy kín, mòn vành trụ giảm áp, mòn phần đuôi dẫn hướtrục, mòn đế van và lỗ dẫn hướng do ma sát, va đập và xói mòn của dòng nhiên liệu có áp suất cao, có lẫn tạp chất cơ học, trong quá trình van làm việc. + Vành răng, thanh răng bị mòn hay bị kẹt gây khó khân trong quá trình điều chỉnh lượng nhiên liệu. + Lò xo hồi vị giảm đàn tính do bị mỏi vì làm việc lâu ngày. + Các vấu cam, con đội mòn do ma sát, làm thay đổi thời điển phun nhiên liệu. + Các chi tiết của bộ điều tốc hao mòn do ma sát, va đập làm động cơ hoạt động không ổn định. 22 Hình 9.410 Vị trí và dạng mòn của xi lanh piston bơm cao áp (u) và van cao áp ( A, B, C, D, Đ, G ) b. Kiểm tra, sửa chữa * Cặp piston, xi lanh: - Kiểm tra độ kín bằng cách đo trị số áp suất cực đại do bơm cấp ở số vòng quay khởi động củ