Giáo trình Nguyên lý kết cấu động cơ đốt trong - Chương 7: Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel

Nội dung text: Giáo trình Nguyên lý kết cấu động cơ đốt trong - Chương 7: Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel

1. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel 163
2. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel Chöông 7 HEÄ THOÁNG NHIEÂN LIEÄU ÑOÄNG CÔ DIESEL I. NHIEÄM VUÏ VAØ YEÂU CAÀU CUÛA HEÄ THOÁNG I.1. Nhieäm vuï Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel coù caùc nhieäm vuï sau: I.1.1. Döï tröõ nhieân lieäu Ñaûm baûo cho ñoäng cô coù theå laøm vieäc trong moät thôøi gian nhaát ñònh maø khoâng caàn naïp theâm nhieân lieäu; loïc saïch taïp chaát cô hoïc, nöôùc coù laãn trong nhieân lieäu ñeå nhieân lieäu vaän chuyeån deã daøng trong heä thoáng. I.1.2. Cung caáp nhieân lieäu cho ñoäng cô Khi cung caáp nhieân lieäu cho ñoäng cô hoaït ñoäng phaûi ñaûm baûo toát caùc yeâu caàu sau: - Löôïng nhieân lieäu cung caáp cho moãi chu trình phaûi phuø hôïp vôùi töøng cheá ñoä laøm vieäc cuûa ñoäng cô. - Phun nhieân lieäu vaøo xylanh ñuùng thôøi ñieåm vaø ñuùng quy luaät. - Ñoái vôùi ñoäng cô nhieàu xylanh, löôïng nhieân lieäu phun vaøo caùc xylanh phaûi ñoàng ñeàu trong moät chu trình coâng taùc. I.1.3. Phun nhieân lieäu vaøo xylanh ñoäng cô Phaûi ñaûm baûo tính keát hôïp toát giöõa soá löôïng, phöông höôùng, hình daïng, kích thöôùc cuûa caùc tia phun vôùi hình daïng buoàng chaùy. Ngoaøi ra coøn phaûi keát hôïp vôùi cöôøng ñoä vaø phöông höôùng chuyeån ñoäng cuûa moâi chaát trong buoàng chaùy ñeå hoøa khí ñöôïc hình thaønh nhanh vaø ñeàu nhaát. I.2. Yeâu caàu Ngoaøi caùc nhieäm vuï cô baûn nhö treân, heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel coøn phaûi thoûa maõn caùc yeâu caàu sau: - Hoaït ñoäng oån ñònh, coù ñoä tin caäy vaø tuoåi thoï cao. - Thuaän tieän trong söû duïng, baûo döôõng vaø söõa chöõa ñoäng cô. - Deã cheá taïo vaø giaù thaønh hôïp lyù. II. SÔ ÑOÀ HEÄ THOÁNG Ñieåm khaùc bieät lôùn nhaát cuûa ñoäng cô Diesel so vôùi ñoäng cô xaêng laø ñòa ñieåm vaø thôøi gian hình thaønh hoøa khí. Trong ñoäng cô xaêng, hoøa khí baét ñaàu hình thaønh ngay töø khi xaêng ñöôïc huùt khoûi voøi phun vaøo ñöôøng oáng naïp (ñoäng cô duøng boä cheá hoøa khí) hoaëc ñöôïc phun vaøo xylanh ñoäng cô (ñoäng cô GDI – phun xaêng tröïc tieáp), quaù trình hình thaønh hoãn hôïp coøn tieáp dieãn beân trong xylanh, suoát quaù trình naïp vaø quaù trình neùn cho ñeán khi ñöôïc ñoát chaùy cöôõng böùc baèng tia löûa ñieän. Treân ñoäng cô Diesel, vaøo cuoái quaù trình neùn, nhieân lieäu môùi ñöôïc phun vaøo buoàng chaùy ñoäng cô ñeå hình thaønh hoøa khí sau ñoù hoaø khí töï boác chaùy khi gaëp ñieàu kieän nhieät ñoä vaø aùp suaát thích hôïp. Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel (hình 7.1) laø boä phaän quan troïng nhaát cuûa ñoäng cô ñeå thöïc hieän vieäc hình thaønh hoøa khí keå treân. 164
3. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel Bôm 3 huùt nhieân lieäu töø bình chöùa1 qua loïc thoâ 2 vaøo bôm, ñöôïc bôm qua bình loïc tinh 4, tôùi bôm cao aùp 5. Caùc bình loïc 2 vaø 4 coù coâng duïng loïc saïch caêïn baån, taïp chaát cô hoïc coù laãn trong nhieân lieäu. Bôm cao aùp cung caáp nhieân lieäu vaøo ñöôøng cao aùp 6, tôùi voøi phun ñeå phun vaøo buoàng chaùy ñoäng cô. Löôïng nhieân lieäu thöøa trong trong moãi chu trình coâng taùc cuûa ñoäng cô ñöôïc ñöa töø bôm cao aùp qua van traøn vaø ñöôøng daàu 8 bình chöùa nhieân lieäu. 4 9 8 7 13 6 10 12 5 3 2 11 1 Hình 7.1. Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel coù van an toaøn laép ôû loïc thöù caáp. 1 – bình chöùa; 2 – loïc sô caáp; 3 – bôm tieáp vaän; 4 – loïc thöù caáp; 5 – bôm cao aùp; 6 – oáng cao aùp; 7 – ñeán kim phun; 8 – ñöôøng daàu veà; 9 – van an toaøn; 10 – bôm tay; 11 – löôùi loïc vaø van moät chieàu; 12 – boä ñieàu toác; 13 – vít xaû gioù. Ñoái vôùi heä thoáng cung caáp nhieân lieäu treân ñoäng cô Diesel, ñeå heä thoáng laøm vieäc oån ñònh vaø ñaûm baûo tính naêng kinh teá kyõ thuaät cuûa ñoäng cô. Ñieàu quan troïng nhaát laø trong heä thoáng khoâng ñöôïc laãn (khoâng khí), bôûi vì khoâng khí neùn ñöôïc neân seõ laøm giaûm aùp suaát nhieân lieäu treân ñöôøng oáng cao aùp vaø kim phun laøm aûnh höôûng ñeán quaù trình chaùy, thaäm chí khoâng xaûy ra ñöôïc quaù trình chaùy trong xylanh. Vì theá treân bôm cao aùp vaø van kim ñeàu coù trang bò caùc vít ñeå xaû gioù. III. CAÁU TAÏO VAØ NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC CUÛA CAÙC BOÄ PHAÄN CHÍNH III.1. Bôm cao aùp Bôm cao aùp coù nhieäm vuï cung caáp nhieân lieäu cho xylanh ñoäng cô ñaûm baûo: - Nhieân lieäu coù aùp suaát cao, taïo ñöôïc cheânh aùp lôùn tröôùc vaø sau loã phun. - Cung caáp nhieân lieäu ñuùng thôøi ñieåm vaø ñuùng quy luaät. - Cung caáp löôïng nhieân lieäu ñoàng ñeàu cho caùc xylanh trong moät chu trình coâng taùc. - Deã daøng thay ñoåi ñöôïc löôïng nhieân lieäu trong moät chu trình phuø hôïp vôùi töøng cheá ñoä laøm vieäc cuûa ñoäng cô. 165
4. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel III.1.1. Bôm cao aùp caù nhaân – bôm thaúng haøng a) Bôm cao aùp caù nhaân Bôm cao aùp caù nhaân (PF) coù caáu taïo nhö hình 7.2. Khi cam 19 quay seõ naâng con ñoäi 17 vaø piston 10 ñi leân. Khoâng gian beân treân piston chöùa ñaày nhieân lieäu do thoâng vôùi loã naïp a,b treân xylanh 7 cho ñeán khi piston ñoùng caùc loã naïp. Do nhieân lieän khoâng neùn ñöôïc neân aùp suaát treân ñænh piston taêng daàn. Khi aùp suaát nhieân lieäu ñuû lôùn ñeå thaéng söùc caêng loø xo van cao aùp 4 thì van cao aùp 5 ñöôïc nhaác leân, quaù trình cung caáp nhieân lieäu ñöôïc baét ñaàu. Nhieân lieäu theo ñöôøng oáng cao aùp ñeán voøi phun vaø phun vaøo xylanh ñoäng cô. Piston tieáp tuïc ñi leân ñeán khi raõnh vaùt treân piston thoâng vôùi khoang nhieân lieäu, aùp suaát giaûm, van cao aùp 5 ñoùng laïi vaø keát thuùc quaù trình caáp nhieân lieäu. Sau khi ñaït haønh trình cöïc ñaïi, loø xo 14 thoâng qua ñóa chaën loø xo ñaåy piston ñi xuoáng. Nhieân lieäu laïi ñöôïc naïp vaøo khoâng gian treân ñænh piston thoâng qua caùc loã naïp a,b ñeå chuaån bò cho chu Hình 7.2. Bôm cao aùp caù nhaân (PF). trình laøm vieäc tieáp theo. 1 – thanh raêng; 2 – vaønh raêng; 3 – ñaàu oáng noái; 4 – loø xo van cao aùp; Ñeå thay ñoåi ñöôïc 5 – van cao aùp; 6 – ñeá van cao aùp; 7 – xylanh; 8 – gôø xaû nhieân lieäu; löôïng nhieân lieäu caáp vaøo trong moãi chu trình, piston 8 9,11 – vít; 10 – piston; 12 – oáng xoay; 13 – ñóa treân cuûa loø xo; ñöôïc xoay nhôø dòch chuyeån 14 – loø xo bôm cao aùp; 15 – ñóa döôùi cuûa loø xo; 16 – buloâng con ñoäi; thanh raêng 1 ñeå thay ñoåi vò 17 – con ñoäi; 18 – con laên; 19 – cam. trí töông ñoái giöõa raõnh vaùt treân piston vaø loã a,b treân xylanh (thay ñoåi haønh trình coù ích cuûa piston bôm cao aùp). 166
5. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel b) Bôm thaúng haøng Bôm cao aùp PE laø moät loaïi bôm goàm nhieàu toå bôm caù nhaân (PF) gheùp chung thaønh moät khoái, coù coát cam ñieàu khieån naèm trong thaân bôm vaø ñieàu khieån chung bôûi moät thanh raêng. Caáu taïo cuûa moät bôm cao aùp BOSCH PE nhö hình 7.3 goàm: Moät thaân bôm ñöôïc ñuùc baèng hôïp kim nhoâm treân ñoù coù caùc loã ñeå baét oáng daàu ñeán, oáng daàu veà, oác xaû gioù, loã xoû thanh 1 raêng, vít chaän thanh raêng, 2 vít keàm xylanh, Thaân bôm coù theå chia laøm ba phaàn trong ñoù coù chöùa caùc 3 chi tieát sau: 4 Phaàn giöõa, beân 5 trong chöùa caùc caëp piston 7 6 xylanh töông öùng vôùi soá xylanh cuûa ñoäng cô, caùc 8 voøng raêng vaø thanh raêng ñieàu khieån. Treân voøng 9 raêng coù vít ñieàu chænh vò trí 10 töông ñoái cuûa piston vaø xylanh. 11 Phaàn döôùi, beân trong coù chöùa coát bôm hai ñaàu töïa leân hai oå bi laép ôû naép ñaäy coát bôm. Coát bôm 1 2 coù soá cam baèng soá xylanh 13 ñoäng cô vaø coù cam sai taâm 3 ñeå ñieàu khieån bôm tieáp Hình 7.3. Sô ñoà caáu taïo bôm cao aùp PE. vaän. Treân caùc cam laø caùc 1 – ñaàu noái oáng cao aùp; 2 – vít coá ñònh xylanh; 3 – xylanh bôm; ñeäm ñaåy coù baùnh raêng, ôû 4 – thanh raêng; 5 – voøng raêng; 6, 9 – cheùn chaän loø xo; 7 – piston bôm; ñeäm ñaåy coù vít ñieàu chænh 8 – loø xo; 10 – con ñoäi; 11 – con laên; 12 – truïc cam; 13 – cam. vaø ñai oác chaän. Döôùi coát bôm laø ñaùy bôm coù caùc naép ñaäy, beân trong chöùa daàu boâi trôn. Coát bôm coù moät ñaàu ñöôïc laép vôùi truïc truyeàn ñoäng töï ñoäng (hoaëc boä phun sôùm töï ñoäng). Ñaàu coøn laïi laép quaû taï vaø chi tieát cuûa boä ñieàu toác cô naêng (hoaëc ñeå troáng, neáu boä ñieàu toác aùp thaáp). Phaàn treân laø phoøng chöùa nhieân lieäu thoâng giöõa caùc xylanh vôùi nhau. Caùc vít keàm xylanh choûi ôû loã nhieân lieäu ra cuûa xylanh. Moät van an toaøn ñeå ñieàu chænh aùp löïc nhieân lieäu vaøo caùc xylanh. Treân xylanh laø ñeá van cao aùp, van cao aùp, loø xo vaø treân cuøng laø ñai oác luïc giaùc daãn nhieân lieäu ñeán kim phun. Ngoaøi ra coøn coù moät bôm tieáp vaän loaïi piston laép ôû hoâng bôm ñöôïc ñieàu khieån bôûi cam sai taâm cuûa coát bôm vaø boä tieát cheá cô naêng hay aùp thaáp lieân heä vôùi thanh raêng ñeå ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô. 167
6. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel Khi ñoäng cô hoaït ñoäng, coát bôm ñieàu khieån bôm tieáp vaän huùt nhieân lieäu töø bình chöùa qua hai löôùi loïc ñeán bôm ôû taïi phoøng chöùa nhieân lieäu nôi thaân bôm. Moät phaàn nhieân lieäu qua van an toaøn trôû veà bình chöùa. Luùc piston bôm ôû vò trí thaáp nhaát, nhieân lieäu vaøo xylanh baèng caû hai loã treân thaân xylanh bôm. Vaøo quaù trình phun nhieân lieäu, coát bôm ñieàu khieån piston ñi leân, khi piston aùn heát hai loã daàu vaøo thì nhieân lieäu ñöôïc neùn trong xylanh bôm, piston tieáp tuïc ñi leân vaø aùp suaát nhieân lieäu treân ñænh piston bôm caøng taêng. Ñeán khi aùp löïc nhieân lieäu ñuû lôùn ñeå thaéng löïc caêng loø xo thì van cao aùp ñöôïc nhaát leân vaø nhieân lieäu ñöa ñöôøng oáng cao aùp vaø ñeán kim phun ñeå phun vaøo xylanh ñoäng cô. Piston laïi tieáp tuïc ñi leân ñeán khi caïnh vaït xeùo phía döôùi piston vöøa heù môû loã daàu veà, daàu traøn ra khoûi xylanh vaø keát thuùc quaù trình caáp nhieân lieäu. Van cao aùp Ñeá van cao aùp Raõnh vaùt treân piston Piston Xylanh Naïp nhieân lieäu Phun nhieân lieäu Keát thuùc phun Hình 7.4. Sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc bôm cao aùp PE. Nhôø coù coát bôm coù thöù töï thì neùn phuø hôïp vôùi thöù töï coâng taùc cuûa ñoäng cô neân nhieân lieäu ñöa ñeán kim phun ñuùng luùc vaø ñuùng ñuùng thôøi ñieåm. Taát caû caùc xylanh bôm ñeàu coù moät aùp löïc nhieân lieäu vaøo nhö nhau nhôø vaøo van an toaøn vaø ñöôïc ñieàu khieån chung bôûi moät thanh raêng neân nhieân lieäu ôû caùc xylanh ñöôïc taêng giaûm ñoàng ñeàu. Muoán thay ñoåi toác ñoä ñoäng cô ta dòch chuyeån thanh raêng ñeå laøm xoay vaønh raêng. Töø ñoù thay ñoåi ñöôïc vò trí töông ñoái giöõa raõnh vaùt treân piston bôm vaø loã thoaùt nhieân lieäu treân xylanh, do ñoù thay ñoåi ñöôïc haønh trình coù ích cuûa piston bôm vaø thay ñoåi ñöôïc löôïng nhieân lieäu cung caáp trong moãi chu trình coâng taùc, giuùp thay ñoåi taûi vaø toác ñoä cuûa ñoäng cô. Hình 7.5. Dòch chuyeån thanh raêng ñeå thay ñoåi toác ñoä ñoäng cô. 168
7. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa boä phun daàu sôùm töï ñoäng treân bôm cao aùp PE Cuõng nhö ñaùnh löûa sôùm töï ñoäng treân ñoäng cô xaêng. Treân ñoäng cô Diesel khi toác ñoä caøng cao, goùc ñoä phun daàu phaûi caøng sôùm ñeå nhieân lieäu ñuû thôøi gian hoøa troän vaø töï boác chaùy ñeå phaùt ra coâng suaát lôùn nhaát. Do ñoù, treân haàu heát caùc ñoäng cô Diesel ñeàu coù trang bò boä phun daàu sôùm töï ñoäng. - Vôùi piston coù laèn vaït xeùo phía treân thì ñieåm khôûi phun thay ñoåi vaø döùt phun coá ñònh, vôùi piston coù laèn vaït xeùo caû treân laãn döôùi thì ñieåm khôûi phun vaø döùt phun ñeàu thay ñoåi. Do ñoù ñoái vôùi bôm cao aùp coù moät trong hai loaïi piston naøy thì khoâng caàn phun daàu sôùm töï ñoäng. - Ñoái vôùi piston coù laèn vaït xeùo phía döôùi thì ñieåm khôûi phun coá ñònh, ñieåm döùt phun thay ñoåi. Thoâng thöôøng caùc bôm cao aùp PE ñeàu coù laèn vaït xeùo phía döôùi neân phaûi trang bò boä phun daàu sôùm töï ñoäng. Boä phaän naøy goàm: moät maâm noái thuï ñoäng ñöôïc baét vaøo ñaàu coát bôm cao aùp, nhôø choát then hoa vaø ñai oác giöõ. Moät maâm noái chuû ñoäng coù khôùp noái ñeå nhaän truyeàn ñoäng töø ñoäng cô. Chuyeån ñoäng quay cuûa maâm chuû ñoäng truyeàn qua maâm thuï ñoäng qua hai quaû taï. Treân maâm thuï ñoäng coù eùp hai truïc thaúng goùc vôùi maâm, hai quaû taï quay treân hai truïc naøy. Ñaàu loài coøn laïi cuûa quaû taï tyø choát cuûa maâm chuû ñoäng, hai quaû taï ñöôïc keàm vaøo nhau nhôø hai loø xo töïa vaøo truïc, ñaàu coøn laïi tyø vaøo choát ôû maâm chuû ñoäng vaø mieáng cheâm naèm treân loø xo ñeå taêng löïc loø xo theo ñònh möùc. Moät voû bao keát noái vôùi maâm chuû ñoäng coù nhieäm vuï bao boïc hai quaû taï vaø giôùi haïn taàm di chuyeån cuûa chuùng. Khi ñoäng cô laøm vieäc neáu toác ñoä cuûa ñoäng cô taêng thì döôùi taùc duïng löïc ly taâm cuûa hai quaû taï laøm maâm thuï ñoäng quay töông ñoái vôùi maâm chuû ñoäng theo chieàu chuyeån ñoäng cuûa coát bôm, do ñoù laøm taêng goùc phun sôùm nhieân lieäu. Khi toác ñoä ñoäng cô giaûm thì löïc ly taâm yeáu ñi, neân hai quaû taï xeáp vaøo, loø xo quay maâm thuï ñoäng cuøng vôùi truïc cam ñoái vôùi maâm chuû ñoäng veà phía chieàu ngöôïc laïi. Do ñoù laøm giaûm goùc ñoä phun sôùm nhieân lieäu. Quaû taï Goùc phun daàu sôùm Hình 7.6. Nguyeân lyù laøm vieäc boä phun daàu sôùm töï ñoäng treân bôm cao aùp PE. 169
8. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel III.1.2. Bôm cao aùp VE Heä thoáng cung caáp nhieân lieäu treân ñoäng cô Diesel duøng bôm cao aùp kieåu VE ñöôïc theå hieän treân (hình 7.7). 7 1 2 5 6 3 4 8 Hình 7.7. Sô ñoà heä thoáng cung caáp nhieân lieäu treân ñoäng cô Diesel duøng bôm VE. 1 – bình chöùa nhieân lieäu; 2 – oáng daãn; 3 – loïc; 4 – bôm cao aùp VE; 5 – ñöôøng oáng cao aùp; 6 – voøi phun nhieân lieäu; 7 – ñöôøng daàu veà; 8 – bougie xoâng. Nhieân lieäu Diesel ñöôïc loïc bôûi loïc 3, sau ñoù ñöôïc chuyeån ñeán bôm cao aùp nhôø bôm tieáp vaän kieåu caùnh gaït. Nhieân lieäu ñi vaøo bôm cao aùp ñeå taïo aùp suaát cao, ñoàng thôøi nhieân lieäu coøn ñoùng vai troø boâi trôn vaø laøm maùt cho caùc chi tieát treân ñöôøng ñi cuûa bôm. Nhieân lieäu coù aùp suaát cao ñöôïc ñöa qua ñöôøng oáng cao aùp ñeán voøi phun ñeå phun vaøo xylanh ñoäng cô. Phaàn nhieân lieäu thöøa sau moãi laàn phun trong moät chu trình coâng taùc ñöôïc ñöa veà bình chöùa qua ñöôøng daàu 7. Neáu aùp suaát ñaàu ra cuûa bôm cao aùp vöôït quaù giôùi haïn cho pheùp thì moät löôïng nhieân lieäu cuõng ñöôïc ñöa veà bình chöùa nhaèm oån ñònh aùp suaát nhieân lieäu cung caáp cho heä thoáng. a) Keát caáu bôm cao aùp VE Khaùc vôùi bôm thaúng haøng PE, bôm VE chæ coù moät piston vaø moät xylanh bôm cho duø treân ñoäng cô coù nhieàu xylanh. Nhieân lieäu ñöôïc cung caáp bôûi piston vaø phaân phoái qua caùc raõnh tôùi caùc loã thoâng öùng vôùi soá xylanh treân ñoäng cô. Treân bôm cao aùp VE (hình 7.8), veà cô baûn coù nhöõng boä phaän sau: - Bôm tieáp vaän kieåu phieán gaït. - Bôm cao aùp vôùi ñaàu phaân phoái. - Boä ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô (boä ñieàu toác). - Boä cuùp daàu (baèng cô khí hoaëc baèng ñieän). - Boä phun daàu sôùm baèng thuyû löïc. Ngoaøi ra treân bôm coøn trang bò caùc chöùc naêng boå sung khaùc ñeå thích nghi trong söû duïng vôùi töøng loaïi ñoäng cô cuï theå. 170
9. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel Nhieân 3 lieäu vaøo 4 1 Ñeán voøi phun 5 2 Hình 7.8. Sô ñoà caáu taïo bôm cao aùp VE. 1 – Bôm tieáp vaän caùnh gaït: bôm nhieân lieäu töø thuøng chöùa tôùi khoang bôm. 2 – Bôm cao aùp vôùi ñaàu phaân phoái: taïo ra aùp löïc phun vaø phaân phoái nhieân lieäu tôùi xylanh. 3 – Boä ñieàu toác baèng cô khí: thay ñoåi löôïng nhieân lieäu phaân phoái theo phaïm vi ñieàu khieån. 4 – Van cuùp daàu baèng ñieän: ngöng cung caáp nhieân lieäu khi ñoäng cô ngöøng hoaït ñoäng. 5 – Boä phun sôùm: ñieàu khieån söï khôûi phun theo toác ñoä cuûa ñoäng cô. b) Nguyeân lyù laøm vieäc Truïc truyeàn chính cuûa bôm quay treân caùc oå tröôït voû bôm vaø daãn ñoäng bôm tieáp vaän. Phía trong bôm, ôû cuoái truïc truyeàn ñoäng ñöôïc ñaët moät voøng laên, noù khoâng ñöôïc noái vôùi truïc truyeàn ñoäng nhöng ñöôïc giöõ trong voû bôm baèng caùch duøng ñóa cam cöôõi treân caùc con laên cuûa voøng laên (ñóa cam naøy ñöôïc daãn ñoäng bôûi truïc truyeàn chính). Piston phaân phoái vöøa xoay quanh truïc cuûa noù vöøa chuyeån ñoäng tònh tieán leân xuoáng, piston di chuyeån beân trong ñaàu phaân phoái. Ñaàu phaân phoái naøy ñöôïc laép treân thaân bôm, trong ñaàu phaân phoái ñöôïc ñaët moät thieát bò ngaét nhieân lieäu baèng ñieän töø. Neáu thieát bò ngaét nhieân lieäu baèng cô khí (thay vì ngaét baèng ñieän) thì cô caáu naøy ñöôïc ñaët ôû voû boä ñieàu toác. Truïc cuûa boä ñieàu toác ñöôïc daãn ñoäng töø truyeàn chính baèng moät baùnh raêng noái, boä ñieàu toác naøy goàm caùc quaû vaêng vaø moät oáng tröôït. Cô caáu boä ñieàu toác bao goàm: caàn ñieàu khieån, caàn khôûi ñoäng vaø caàn laéc chuyeån ñoäng trong oå tröôït ôû trong thaân bôm ñeå ñieàu khieån vò trí van ñònh löôïng treân piston. ÔÛ phía treân cuøng cuûa boä ñieàu toác cô khí laø loø xo ñieàu toác, ñöôïc noái vôùi caàn ñieàu khieån baèng truïc caàn ñieàu khieån. Maët khaùc, truïc caàn ñieàu khieån chuyeån ñoäng trong oå tröôït ôû voû boä ñieàu toác. Treân naép boä ñieàu toác coù nhöõng ñai oác ñieàu chænh ñaày taûi, van daàu traøn vaø ñai oác ñieàu chænh toác ñoä cuûa ñoäng cô. Phaân phoái nhieân lieäu aùp löïc thaáp Heä thoáng phun nhieân lieäu VE cuûa haõng BOSCH coù moät bôm tieáp vaän kieåu caùnh gaït, bôm naøy huùt nhieân lieäu töø bình chöùa vaø ñöa tôùi khoang nhieân lieäu cuûa bôm cao aùp. Moät phaàn nhieân lieäu qua van ñieàu aùp trôû veà maïch naïp cuûa bôm tieáp vaän. Ñeå laøm maùt vaø töï 171
10. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel thoaùt boït khí cuûa bôm phaân phoái, moät ít nhieân lieäu cuõng chaûy qua ñai oác giôùi haïn traøn treân voû boä ñieàu toác vaø trôû veà bình chöùa. Phaân phoái nhieân lieäu aùp löïc cao Söï phaân phoái nhieân lieäu cuûa bôm cao aùp laø moät quaù trình ñoäng löïc hoïc. ÑCD 1 2 AÙp löïc caàn thieát cho quaù trình phun vaøo 3 xylanh ñoäng cô ñöôïc taïo ra bôûi piston a) 4 bôm. Chuyeån ñoäng coù tính chu kyø cuûa piston seõ ñònh löôïng nhieân lieäu tôùi moät xylanh ñoäng cô. Vôùi ñoäng cô 4 xylanh, ÑCD khi ñóa cam quay 90o thì piston bôm di chuyeån leân xuoáng moät laàn, vôùi ñoäng cô 6 xylanh thì piston di chuyeån leân xuoáng b) 5 moät laàn khi ñóa cam quay moät goùc 60o. 6 7 a) Quaù trình naïp nhieân lieäu ñöôïc thöïc hieän khi piston di chuyeån töø ñieåm ÑCD ÑCT cheát treân xuoáng ñieåm cheát döôùi, chuyeån 8 9 ñoäng vöøa quay vöøa tònh tieán cuûa noù laøm môû loã daàu vaøo ôû ñaàu phaân phoái nhôø c) raõnh naïp ôû piston. Luùc naøy nhieân lieäu vôùi aùp löïc ôû khoang bôm seõ ñi vaøo trong xylanh bôm. ÑCD ÑCT b) Vaøo thôøi ñieåm khôûi phun, khi piston chuyeån ñoäng ngöôïc laïi töø ñieåm cheát döôùi leân ñieåm cheát treân, luùc naøy loã d) naïp bò ñoùng laïi bôûi piston. Piston tieáp tuïc di chuyeån leân ñieåm cheát treân taïo ra aùp löïc cao treân ñænh piston vaø do chuyeån Hình 7.9. Caùc giai ñoaïn cung caáp nhieân lieäu cho moät ñoäng quay cuûa piston neân loã thoaùt treân chu trình cuûa bôm VE. thaân piston cuõng truøng raõnh thoaùt ôû ñaàu 1 – piston bôm; 2 – loã naïp nhieân lieäu; 3 – raõnh ñònh löôïng; phaân phoái. AÙp löïc nhieân lieäu taïo ra ôû 4, 5 – buoàng cao aùp; 6 – raõnh phaân phoái; 7 – loã phaân phoái; buoàng cao aùp vaø ñi theo raõnh laøm môû 8 – van ñònh löôïng; 9 – loã cuùp daàu. van aùp löïc. Nhieân lieäu bò ñaåy tôùi ñöôøng oáng daãn tôùi kim phun vaø phun vaøo buoàng ñoát. c) Thôøi ñieåm keát thuùc phun, baét ñaàu khi loã khoan ngang cuûa piston leân ñeán meùp cuûa van ñònh löôïng (van ñònh löôïng 8 môû loã cuùp daàu 9). Sau thôøi ñieåm naøy khoâng coù nhieân lieäu ñöôïc phaân phoái tôùi kim phun vaø van aùp löïc cuõng ñoùng laïi. Nhieân lieäu treân ñænh piston trôû veà khoang bôm qua loã khoang ngang, piston tieáp tuïc ñi leân ñieåm cheát treân vaø keát thuùc quaù trình phun nhieân lieäu. Haønh trình naøy cuûa piston goïi laø khoaûng chaïy dö. d) Khi piston trôû veà ñieåm cheát döôùi, loã khoan ngang cuûa noù bò ñoùng ñoàng thôøi loã naïp môû vaø nhieân lieäu ôû khoang bôm môû vaøo buoàng cao aùp vaø chu kyø laëp laïi cho xylanh keá tieáp. 172
11. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel Phun daàu sôùm töï ñoäng Cuõng töông töï nhö thôøi ñieåm ñaùnh löûa treân ñoäng cô xaêng, thôøi ñieåm taïo ra tia löûa phaûi thay ñoåi phuø hôïp vôùi cheá ñoä laøm vieäc treân ñoäng cô. Treân ñoäng cô Diesel cuõng trang bò cô caáu phun daàu sôùm ñeå buø tröø cho söï phun vaø chaùy treã khi thay ñoåi taûi vaø toác ñoä. Cô caáu phun daàu sôùm töï ñoäng coù theå laøm thay ñoåi thôøi ñieåm phun cuûa bôm phaân phoái töông öùng vôùi vò trí coát maùy khi toác ñoä ñoäng cô thay ñoåi. Khi toác ñoä cuûa ñoäng cô caøng cao, goùc ñoä phun daàu sôùm caøng phaûi taêng theâm ñeå nhieân lieäu chaùy heát, baûo ñaûm coâng suaát vaø hieäu suaát cuûa ñoäng cô. Goùc ñoä phun daàu sôùm phaûi tyû leä vôùi vaän toác truïc khuyûu vaø do cô caáu phun daàu sôùm töï ñoäng ñieàu khieån. Cô caáu phun daàu sôùm baèng thuûy löïc ñöôïc laép ôû 1 phía döôùi cuûa bôm phaân phoái vaø thaúng goùc vôùi truïc doïc 2 cuûa bôm, piston phun sôùm di chuyeån trong thaân bôm. Hai 3 beân cuûa voû bôm ñöôïc bao kín bôûi caùc naép ñaäy. Treân 4 moät maët cuûa piston laø moät loã 5 nhieân lieäu vaøo, maët coøn laïi laép loø xo. Moät choát tröôït vaø 6 moät choát daãn ñoäng noái piston vôùi voøng laên. Keát caáu cuûa boä 9 8 7 phun daàu sôùm theå hieän treân Hình 7.10. Caáu taïo vaø hoaït ñoäng cuûa boä phun daàu sôùm töï ñoäng. hình 7.10. 1 – voû bôm; 2 – voøng laên; 3 – caùc con laên; 4 – choát; Piston phun sôùm ñöôïc 5 – loã treân piston phun sôùm; 6 – naép ñaäy; 7 – piston phun sôùm; giöõ ôû vò trí ban ñaàu cuûa noù 8 – choát tröôït; 9 – loø xo. bôûi taûi troïng ban ñaàu cuûa loø xo. Trong thôøi gian hoaït ñoäng, aùp löïc nhieân lieäu ôû khoang bôm ñöôïc ñieàu chænh töông öùng vôùi toác ñoä ñoäng cô bôûi van ñieàu aùp vaø van daàu traøn. Do ñoù, maët piston 7 ñoái dieän vôùi loø xo 9 seõ chòu moät aùp löïc, aùp löïc naøy taêng cuøng vôùi söï taêng toác cuûa ñoäng cô. Khi toác ñoä ñoäng cô leân ñeán xaáp xæ 300 voøng/phuùt, aùp löïc nhieân lieäu cuõng ñaït ñeán giaù trò ñuû ñeå thaéng taûi troïng ban ñaàu cuûa loø xo vaø di chuyeån piston phun sôùm veà phía traùi. Chuyeån ñoäng doïc truïc cuûa piston ñöôïc truyeàn qua choát tröôït vaø choát daãn ñoäng tôùi voøng laên laøm cho voøng laên quay. Do ñoù, caùc con laên vaø voøng laên ñöôïc xoay moät goùc ñoä cuï theå töông öùng vôùi ñóa cam vaø piston phaân phoái. Söï chuyeån ñoäng naøy laøm cho chuyeån ñoäng quay cuûa ñóa cam ñöôïc naâng sôùm hôn moät thôøi ñieåm naøo ñoù. Khi toác ñoä ñoäng cô taêng leân, aùp löïc daàu seõ laøm taêng löïc taùc duïng leân piston 7. Löïc naøy lôùn hôn löïc neùn cuûa loø xo ôû maët ñoái dieän. Do ñoù, piston boä phun daàu sôùm seõ di chuyeån veà phía traùi laøm cho voøng laên dòch chuyeån ngöôïc chieàu quay cuûa piston bôm cao aùp vaø piston bò ñoäi leân sôùm hôn. Do ñoù nhieân lieäu seõ phun sôùm hôn. Ngöôïc laïi khi toác ñoä ñoäng cô giaûm, aùp suaát daàu ôû trong khoang bôm giaûm. AÙp suaát daàu ôû phía ñaàu 7 cuûa piston boä phun sôùm cuõng giaûm. Löïc neùn cuûa loø xo seõ lôùn hôn löïc neùn cuûa daàu neân piston boä phun sôùm seõ di chuyeån veà phía phaûi laøm cho voøng laên dòch chuyeån cuøng chieàu quay cuûa piston bôm. Keát quaû laø piston seõ bò ñoäi leân treã hôn neân daàu seõ ñöôïc phun treã hôn. 173
12. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel III.1.3. Kim bôm lieân hôïp (GM) a) Giôùi thieäu Heä thoáng nhieân lieäu söû duïng boä kim bôm lieân hôïp GM ñöôïc boá trí treân caùc loaïi ñoäng cô hai thì GM cuûa Myõ, loaïi hai thì 9A3 – 204 cuûa Lieân Xoâ, treân ñoäng cô Murphy 4 thì cuûa Myõ. Ngoaøi ra coøn söû duïng treân caùc taøu thuûy, maùy phaùt ñieän tónh taïi. Boä kim bôm lieân hôïp GM ñöôïc laép thaúng ñöùng treân naép xylanh, phun daàu tröïc tieáp vaøo buoàng ñoát thoáng nhaát. Kim phun vaø bôm ñöôïc raùp chung trong moät cuïm duy nhaát. Moãi xylanh ñoäng cô ñöôïc trang bò moät boä kim bôm lieân hôïp vaø ñöôïc ñieàu khieån nhôø heä thoáng cam, ñeäm ñaåy, ñuõa ñaåy vaø coø moå. Kim bôm lieân hôïp coù coâng duïng laø taïo aùp suaát nhieân lieäu cao, ñònh löôïng vaø phun söông nhieân lieäu vaøo buoàng ñoát ñoäng cô. Öu ñieåm cuûa boä kim bôm lieân hôïp - Boä kim phun vaø bôm cao aùp ñöôïc thieát keá chung moät cuïm duy nhaát. - Loaïi boû ñöôïc caùc oáng daãn daàu cao aùp töø bôm ñeán kim. - Goïn nheï deã daøng thay theá vaø söûa chöõa. - Khoâng gaây aûnh höôûng ñeán toaøn boä heä thoáng vì moãi boä ñöôïc laép ñoäc laäp vôùi nhau. Sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc cuûa heä thoáng cung caáp nhieân lieäu treân ñoäng cô Diesel duøng kim bôm lieân hôïp GM ñöôïc theå hieän treân (hình 7.11). Khi ñoäng cô laøm vieäc, bôm 7 6 tieáp vaän 3 huùt nhieân lieäu töø thuøng chöùa 1, qua baàu loïc sô caáp 2, ñaåy nhieân lieäu döôùi aùp suaát khoaûng 1,4 kg/cm2 ñeán baàu loïc thöù caáp 4. Sau ñoù cung caáp cho caùc boä kim bôm lieân hôïp 7. Ñeán thì phun nhieân lieäu, cô 5 8 caáu ñieàu khieån kim bôm ñaåy piston bôm xuoáng eùp nhieân lieäu vôùi moät aùp löïc cao phun vaøo xylanh ñoäng cô. Löôïng nhieân lieäu ñöôïc ñöa vaøo 3 xylanh ñoäng cô nhieàu hay ít tuøy 4 thuoäc vaøo toác ñoä laøm vieäc vaø taûi cuûa 2 ñoäng cô vaø ñöôïc ñieàu khieån chung 1 baèng moät caàn ga noái vôùi caùc thanh Hình 7.11. Sô ñoà heä thoáng cung caáp nhieân lieäu duøng kim raêng cuûa kim bôm lieân hôïp vôùi boä bôm lieân hôïp GM. ñieàu toác. Nhieân lieäu roø ræ qua khe hôû 1 – bình chöùa nhieân lieäu; 2 – loïc sô caáp; 3 – bôm tieáp vaän; giöõa piston vaø xylanh bôm coù taùc 4 – loïc thöù caáp; 5 – oáng daãn daàu ñeán; 6 – oáng daàu hoài; duïng laøm maùt bôm vaø theo oáng daãn 7 – bôm kim lieân hôïp; 8 – oáng daãn daàu veà bình chöùa. daàu 6 trôû veà thuøng chöùa. Van moät chieàu (neáu coù) ñöôïc boá trí taïi loã huùt nôi baàu loïc sô caáp, coù coâng duïng chaën khoâng cho nhieân lieäu trôû veà thuøng chöùa khi ñoäng cô ngöøng hoaït ñoäng. Nôi cuoái ñöôøng oáng daãn daàu veà coù boá trí moät van an toaøn, ñeå duy trì aùp suaát nhieân lieäu caàn thieát cho boä kim bôm lieân hôïp. 174
13. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel b) Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa kim bôm lieân hôïp Khi laøm vieäc, kim bôm lieân hôïp GM ñöôïc chia laøm ba giai ñoaïn sau (hình 7.12) b.1) Giai ñoaïn naïp nhieân lieäu vaøo xy lanh bôm Khi cam chöa ñoäi piston ôû vò trí cao nhaát (ÑCT), nhieân lieäu ñeán kim bôm nhôø aùp löïc cuûa bôm tieáp vaän theo ñöôøng daàu ñeán xylanh bôm. Nhieân lieäu naïp vaøo xylanh bôm baèng caû hai loã beân phaûi vaø beân traùi, löôïng nhieân lieäu thöøa qua caùc khe hôû roài theo ñöôøng daàu veà trôû veà bình chöùa. Daàu löu chuyeån lieân tuïc trong bôm coù taùc duïng laøm maùt, boâi trôn, saáy noùng vaø loaïi boû caùc boït Naïp nhieân lieäu Khôûi söï phun Keát thuùc phun khí giuùp vieäc ñònh löôïng nhieân Hình 7.12. Ba giai ñoaïn laøm vieäc cuûa kim bôm lieân hôïp GM. lieäu phun toát hôn. b.2) Giai ñoaïn khôûi söï phun vaø phun nhieân lieäu Vaøo luùc phun nhieân lieäu, cam taùc duïng ñaåy heä thoáng con ñoäi ñuõa ñaåy, coø moå roài ñaåy piston ñi xuoáng, moät löôïng nhoû nhieân lieäu thoaùt ra qua hai loã treân xylanh cho ñeán khi maët ngang cuûa ñaàu piston bít kín loã beân phaûi vaø caïnh xieân cuûa piston bít kín loã beân traùi thì nhieân lieäu baét ñaàu bò neùn trong xylanh vaø ta goïi ñieåm naøy laø ñieåm khôûi söï phun. Piston tieáp tuïc ñi xuoáng ñaåy nhieân lieäu qua van kim vaø nhieân lieäu ñöôïc phun söông vaøo buoàng ñoát ñoäng cô. b.3) Giai ñoïan keát thuùc phun Quaù trình phun nhieân lieäu keùo daøi cho ñeán khi caïch ngang cuûa piston bôm vöøa heù môû loã daàu veà beân phaûi. Nhieân lieäu theo loã xuyeân taâm thoaùt ra khoûi xylanh (ta goïi ñieåm naøy laø ñieåm döùt phun). Piston vaãn tieáp tuïc ñi xuoáng cho ñeán khi heát khoaûng chaïy, loã daàu beân phaûi môû hoaøn toaøn do ñoù nhieân lieäu tieáp tuïc ra buoàng chöùa xung quanh xylanh bôm nôi coù voøng caûn daàu vaø nhieân lieäu ñöôïc traû veà thuøng chöùa. Khi cam khoâng coøn ñoäi nöõa thì loø xo, ñeäm ñaåy keùo piston ñi leân ñieåm cao nhaát, nhieân lieäu laïi ñöôïc naïp vaøo xylanh bôm ñeå chuaån bò cho chu kyø laøm vieäc keá tieáp. Muoán taêng hay giaûm löu löôïng nhieân lieäu tuøy theo yeâu caàu laøm vieäc cuûa ñoäng cô thì ta chæ caàn ñieàu khieån thanh raêng ñeå piston xoay qua laïi tuøy theo vò trí cuûa caïnh xieân treân ñoùng loã daàu vaøo beân traùi sôùm hay treã. Neáu ñoùng sôùm, thì haønh trình coù ích cuûa piston daøi nhieân lieäu bôm ñi nhieàu. Neáu ñoùng treã thì khoaûng chaïy höõu ích cuûa piston ngaén nhieân lieäu bôm ñi ít. Khi piston xoay tôùi vò trí cuùp nhieân lieäu thì löu löôïng baèng khoâng. Khi ñoù hai loã beân traùi vaø beân phaûi khoâng bao giôø bò ñoùng kín, nhieân lieäu khoâng bò neùn maëc duø piston vaãn chuyeån ñoäng leân xuoáng. Khi ñoäng cô laøm vieäc ôû toäc ñoä caàm chöøng thì nhieân lieäu ñöôïc cung caáp vöøa ñuû cho hoaït ñoäng cuûa ñoäng cô chaïy khoâng taûi. Khi piston ôû vò trí cung caáp nhieân lieäu toái ña thì nhieân lieäu ñöôïc cung caáp nhieàu nhaát, giuùp cho ñoäng cô phaùt huy heát coâng suaát, khi ñoù haønh trình coù ích cuûa piston lôùn nhaát. 175
14. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel III.2. Bôm tieáp vaän Trong heä thoáng nhieân lieäu cuûa ña soá nhöõng ñoäng cô Diesel treân oâ toâ ñeàu söû duïng bôm tieáp vaän ñeå cung caáp nhieân lieäu ñeán bôm cao aùp, bôûi haàu heát chuùng ñeàu coù bình chöùa nhieân lieäu ñaët thaáp hôn bôm cao aùp vaø caùc baàu loïc taïo neân söùc caûn khaù lôùn cho nhieân lieäu khi ñi trong heä thoáng. Chính vì theá neân caàn phaûi trang bò bôm tieáp vaän ñeå giuùp nhieân lieäu vaän chuyeån deã daøng trong heä thoáng. Hieän nay, heä thoáng nhieân lieäu treân ñoäng cô Diesel söû duïng caùc daïng bôm sau: III.2.1. Bôm maøng Bôm maøng coù caáu taïo vaø nguyeân lyù laøm vieäc töông töï nhö bôm nhieân lieäu cuûa heä thoáng cung caáp nhieân lieäu treân ñoäng cô xaêng duøng cheá hoaø khí (hình 6.4). III.2.2. Bôm piston Bôm piston coù caáu taïo vaø nguyeân lyù laøm vieäc ñöôïc theå hieän treân (hình 7.13). Van naïp Van neùn B A Piston bôm Cam a) b) Hình 7.13. Sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc cuûa bôm piston. a) Haønh trình cam khoâng ñoäi: nhieân lieäu naïp vaøo bôm töø A vaø thoaùt ra B. b) Haønh trình cam ñoäi: nhieân lieäu ñöôïc naïp vaøo khoâng gian beân döôùi piston. ÔÛ haønh trình cam khoâng ñoäi (hình 7.13a): piston dòch chuyeån xuoáng van naïp môû ra, van neùn ñoùng laïi nhieân lieäu ñöôïc naïp vaøo bôm tieáp vaän töø bình chöùa vaøo ñöôøng A, ñoàng thôøi ñöôïc neùn trong khoâng gian beân döôùi ñænh piston vaø thoaùt ra ñöôøng B ñeán baàu loïc roài ñeán bôm cao aùp. ÔÛ haønh trình cam ñoäi (hình 7.13b): piston dòch chuyeån leân van naïp ñoùng laïi, van neùn môû ra nhieân lieäu töø trong bôm tieáp vaän ñöôïc naïp vaøo khoâng gian beân döôùi cuûa piston ñeå chuaån bò cho chu trình cung caáp nhieân lieäu tieáp theo. III.2.3. Bôm baùnh raêng Bôm baùnh raêng coù caáu taïo vaø nguyeân lyù laøm vieäc töông töï nhö bôm baùnh raêng aên khôùp ngoaøi cuûa heä thoáng boâi trôn (hình 4.6). III.2.4. Bôm caùnh gaït Bôm tieáp vaän kieåu caùnh gaït ñöôïc duøng khaù phoå bieán, coù caáu taïo nhö (hình 7.14). Truïc bôm ñöôïc laép vôùi truïc truyeàn chính, roâto cuûa noù ñöôïc laép ñoàng taâm vôùi truïc vaø ñöôïc truyeàn ñoäng qua moái 176
15. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel laép then. Roâto xoay beân trong voøng leäch taâm coá ñònh treân voû bôm, boán caùnh gaït cuûa roâto ñöôïc ñaåy ra ngoaøi bôûi löïc ly taâm vaø aùp löïc nhieân lieäu ôû phía döôùi caùc caùnh gaït vaø roâto. Khi roâto quay, nhieân lieäu di chuyeån qua loã nhoû ôû khoang bôm cao aùp vaøo khoaûng khoâng gian hình quaû thaän ñöôïc taïo ra bôûi roâto, caùnh gaït vaø voøng leäch taâm. Söï chuyeån ñoäng xoay troøn laøm nhieân lieäu giöõa caùc caùnh gaït keá tieáp nhau ñöôïc ñaåy leân treân khoâng gian hình quaû thaän vaø xuyeân qua moät loã nhoû vaøo khoang bôm. Ñoàng thôøi moät phaàn nhieân lieäu chaûy xuyeân qua loã thöù hai ñeán van ñieàu aùp. Nhieân lieäu ñeán khoang bôm Caùnh gaït Roâto Nhieân lieäu vaøo, aùp löïc thaáp Hình 7.14. Bôm tieáp vaän caùnh gaït. III.3. Voøi phun III.3.1. Nhieäm vuï vaø phaân loaïi voøi phun Voøi phun nhieân lieäu thöôøng ñöôïc laép treân naép xylanh, duøng ñeå phun tôi nhieân lieäu thaønh nhöõng haït coù kích thöôùc raát nhoû vaøo buoàng chaùy, giuùp hoãn hôïp ñöôïc hình thaønh nhanh choùng vaø kòp thôøi; Taïo ñieàu kieän toát nhaát cho quaù trình chaùy xaûy ra, naâng cao tính naêng kinh teá vaø kyõ thuaät cuûa ñoäng cô. Voøi phun nhieân lieäu coù nhieàu loaïi khaùc nhau, tuy nhieân caên cöù vaøo söï khaùc bieät cuûa ñoùt kim (ñaàu kim) vaø loã tia ta coù theå chia kim phun laøm nhöõng loaïi sau: - Voøi phun hôû. - Voøi phun kín coù kim. - Voøi phun kín coù choát. III.3.2. Nguyeân lyù laøm vieäc vaø keát caáu cuûa voøi phun a) Voøi phun hôû Voøi phun hôû laø voøi phun khoâng coù van ngaên doøng chaûy ngöôïc cuûa nhieân lieäu trong quaù trình phun, noù coù moät hoaëc Thaân vaøi loã phun laép ôû cuoái ñöôøng nhieân lieäu cao aùp. Soá löôïng, ñöôøng kính vaø vò trí ñaët loã phun phaûi phuø hôïp vôùi daïng buoàng chaùy vaø tính löu ñoäng cuûa moâi chaát trong buoàng chaùy ñeå Loã phun nhieân lieäu khi phun vaøo phaân boá ñeàu nhaát. Taïo ñieàu kieän toát nhaát cho söï hình thaønh hoãn hôïp. Voøi phun hôû coù keát caáu nhö Hình 7.15. Keát caáu voøi phun hôû. (hình 7.15). Voøi phun naøy tuy coù keát caáu ñôn giaûn, thuaän tieän trong quaù trình gia coâng vaø cheá taïo nhöng coù khaù nhieàu nhöôïc ñieåm: 177
16. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel - Thôøi gian ñaàu vaø cuoái moãi laàn phun, aùp suaát nhieân lieäu thöôøng thaáp neân khoù phun tôi. Khi keát thuùc phun, moät ít nhieân lieäu bò ñoïng laïi ôû mieäng voøi phun neân raát deã keát muoäi than vaø laøm ngheït loã phun. - Do khoâng coù van ngaên doøng nhieân lieäu chaûy ngöôïc neân moät phaàn nhieân lieäu coù theå cheøn khoûi loã phun vaø nhöôøng choã cho doøng khí töø xylanh vaøo, laøm caûn trôû cho haønh trình cung caáp nhieân lieäu keá tieáp. Nhöõng nhöôïc ñieåm treân laøm aûnh höôûng xaáu ñeán chaát löôïng phun tôi nhieân lieäu, laøm giaûm coâng suaát vaø hieäu suaát ñoäng cô. Chính vì vaäy, loaïi voøi phun naøy hieän nay ít söû duïng vaø thay vaøo ñoù laø loaïi voøi phun kín. b) Voøi phun kín coù kim Voøi phun kín coù kim laø loaïi voøi phun Ñöôøng daàu vaøo coù kim ñoùng kín ôû ñaàu ñoùt kim (hình 7.16). Ñaàu noái oáng cao aùp Voøi phun caáu taïo goàm moät thaân kim vaø treân ñoù coù caùc loã ñeå baét ñöôøng oáng daàu töø bôm cao aùp ñeán vaø ñöôøng daàu trôû veà thuøng Loã daàu veà chöùa. Trong kim phun coù khoan moät loã nhoû ñeå daãn daàu cao aùp ñeán ñoùt kim, beân trong thaân Thaân bôm kim chöùa thanh ñaåy loø xo, phía treân loø xo laø Ñeäm chænh löïc caêng loø xo vít ñeå ñieàu chænh söùc neùn cuûa loø xo, treân cuøng Loã daãn daàu laø chuïp ñaäy. Ñoùt kim noái vôùi thaân kim nhôø Loø xo cao aùp moät khaâu noái, beân trong ñoùt kim coù ñöôøng daàu cao aùp ñeán buoàng chöùa daàu cao aùp. Döôùi cuøng Thanh ñaåy Ñóa noái laø loã tia phun nhieân lieäu, ñöôïc ñoùng môû nhôø Choát ñònh vò van kim. Naép chuïp Khi ñoäng cô laøm vieäc, nhieân lieäu töø Ñoùt kim bôm cao aùp theo ñöôøng oáng cao aùp vaø voøi phun xuoáng ñoùt kim naèm taïi buoàng chöùa daàu Van kim cao aùp. Bình thöôøng loø xo luoân luoân taùc duïng laøm van kim ñoùng caùc loã tia. Vaøo luùc caáp Loã tia nhieân lieäu, nhôø aùp suaát nhieân lieäu taùc duïng vaøo maët coân lôùn cuûa kim, nhaác kim leân môû Hình 7.16. Keát caáu cuûa voøi phun kín coù kim. caùc loã tia phun nhieân lieäu vaøo buoàng ñoát. Ñeán khi döùt phun, aùp suaát nhieân lieäu giaûm, nhoû hôn löïc eùp cuûa loø xo. Kim ñoùng kín Ñoùt kim caùc loã tia treân beä ñoùt, ngaên khoâng cho nhieân lieäu phun ra. Ñoä naâng cuûa kim thöôøng töø 0,3 Van kim ÷ 0,5 mm vaø ñöôïc giôùi haïn bôûi maët laép gheùp giöõa ñoùt kim vaø thaân kim. Maët coân Moät phaàn nhoû nhieân lieäu seõ bò roø ræ qua Boïng daàu khe hôû giöõa van kim vaø ñoùt kim leân treân theo ñöôøng oáng daàu trôû veà thuøng chöùa, löôïng daàu Ñaàu ñoùt kim naøy raát caàn thieát ñeå laøm trôn vaø laøm maùt kim Hình 7.17. Ñoùt kim loã tia kín. khi chuyeån ñoäng trong ñoùt. 178
17. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel AÙp suaát phun cuûa nhieân lieäu coù theå ñieàu chænh ñöôïc baèng vít ñieàu chænh treân loø xo hoaëc thay ñoåi mieáng cheâm (neáu khoâng coù vít ñieàu chænh), khi taêng löïc neùn loø xo seõ taêng aùp suaát phun vaø ngöôïc laïi. Löïc caêng loø xo taêng thì tia nhieân lieäu caøng daøi vaø caøng söông nhöng khoâng theå taêng aùp suaát lôùn, vì giaù trò aùp suaát naøy phuï thuoäc vaøo tình traïng bôm cao aùp vaø daïng buoàng ñoát. Voøi phun kín coù kim ñöôïc söû duïng raát roäng raõi trong caùc ñoäng cô Diesel buoàng chaùy thoáng nhaát. c) Voøi phun kín coù choát Voøi phun kín coù choát coù van kim hình truï, moät ñaàu töïa vaøo thanh ñaåy nôi thaân kim, ñaàu coøn laïi coù hai maët coân, maët coân lôùn laø nôi taùc duïng cuûa daàu cao aùp ñeå naâng kim leân, maët coân nhoû ñeå ñaäy kín van. Thaân kim phun coù moät loã phun lôùn, ñöôøng kính töø 0,8 ÷ 2mm. Khi khoâng laøm vieäc van kim luoân ñaäy kín loã tia vaø nhoâ ra ngoaøi loã khoaûng 0,4 ÷ 0,5 mm (hình 7.17). Loã tia ñöôïc ñaäy kín neân ít bò ngheït do keát muoäi than vaø nhieân lieäu phun ra khoûi loã tia döôùi daïng hình coân roãng, vôùi ñænh coân ñaët ôû mieäng ra cuûa loã phun. Goùc coân cuûa tia nhieân lieäu phuï thuoäc vaøo goùc coân cuûa ñaàu kim (töø 10o ñeán 60o). Ñoä naâng kim naèm trong giôùi haïn töø 0,3 ÷ 0,5 mm. Caùc loaïi kim phun naøy thöôøng duøng ñaàu kim hình choùp cuït vaø nhoâ ra ngoaøi neân khoâng bò keát muoäi than ôû voøi phun. Do doøng nhieân lieäu qua voøi phun coù möùc ñoä chaûy roái toát neân nhieân lieäu ñöôïc xeù tôi vôùi aùp suaát phun khoâng lôùn (aùp suaát naâng kim khoaûng 8 ÷ 13 MPa). Voøi phun kín coù choát ñöôïc söû duïng roäng raõi trong caùc loaïi ñoäng cô Diesel coù buoàng chaùy ngaên caùch (buoàng chaùy döï bò vaø buoàng chaùy xoaùy loác). III.4. Loïc nhieân lieäu Trong heä thoáng nhieân lieäu cuûa ñoäng cô Diesel thöôøng coù hai bình loïc noái tieáp nhau goàm bình loïc thoâ vaø bình loïc tinh, caùc chi tieát cuûa loïc ñöôïc cheá taïo vôùi ñoä chính xaùc raát cao. Loïc nhieân lieäu coù taùc duïng loaïi boû taïp chaát cô hoïc, nöôùc coù laãn trong nhieân lieäu ñeå baûo veä cho bôm cao aùp vaø voøi phun. Buïi baån vaø nöôùc phaûi ñöôïc loaïi boû khoûi nhieân lieäu ñeå traùnh cho bôm cao aùp khoûi bò keït hoaëc bò gæ (oxy hoaù), do caùc chi tieát cuûa bôm ñöôïc boâi trôn baèng chính nhieân lieäu Diesel. Bôm xaû Nhieân lieäu ñeán Nhieân lieäu ñeán töø bình chöùa bôm cao aùp Loïc nhieân lieäu Boä laéng nöôùc Hình 7.18. Caáu taïo cuûa loïc nhieân lieäu. 179
18. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel III.5. Giôùi thieäu thieát bò saáy noùng khí naïp Khi khôûi ñoäng ñoäng cô hoaëc ñoäng cô laøm vieäc trong vuøng coù nhieät ñoä thaáp, nhieät ñoä sinh ra vaøo cuoái quaù trình neùn khoâng ñuû ñeå ñoát chaùy hoãn hôïp trong xylanh. Heä thoáng saáy sô boä seõ saáy noùng khoâng khí naïp ñeå naâng cao khaû naêng boác chaùy cuûa nhieân lieäu. Heä thoáng naøy duøng naêng löôïng cuûa accu ñeå saáy noùng khoâng khí naïp vaøo ñoäng cô. Coù hai loaïi heä thoáng saáy noùng sô boä khí naïp (hình 7.19): - Loaïi bougie saáy: saáy noùng buoàng chaùy. - Loaïi saáy noùng khí naïp: saáy noùng khoâng khí naïp. Bougie saáy Cuoän daây saáy a) b) Hình 7.19. Heä thoáng saáy noùng sô boä khí naïp. a) Loaïi bougie saáy: saáy noùng buoàng chaùy. b) Loaïi saáy noùng khí naïp: saáy noùng khoâng khí naïp. IV. CÔ CAÁU ÑIEÀU TOÁC IV.1. Tính caàn thieát phaûi laép boä ñieàu toác treân ñoäng cô Diesel Khi ñoäng cô laøm vieäc ôû cheá ñoä khoâng taûi, aùp suaát chæ thò trung bình Pi baèng aùp suaát toån hao cô khí, ñeå giaûm tieâu hao nhieân lieäu vaø nhöõng taùc haïi khoâng toát cho ñoäng cô caàn cho ñoäng cô laøm vieäc ôû cheá ñoä toác ñoä oån ñònh nhoû nhaát. Vì vaäy cô caáu cung caáp nhieân lieäu (thanh raêng bôm cao aùp hoaëc böôùm ga) phaûi ôû vò trí cung caáp nhieân lieäu ít nhaát. Ñoái vôùi ñoäng cô xaêng, khi laøm vieäc ôû cheá ñoä khoâng taûi (ñoùng nhoû böôùm ga) thì heä soá naïp vaø v hieäu suaát cô giôùi seõ giaûm raát nhanh, nhôø vaøo ñoù P cuõng giaûm nhanh theo möùc ñoä taêng cuûa toác ñoä m i ñoäng cô n (hình 7.20a). Do ñoù ñoäng cô xaêng chaïy raát oån ñònh ôû cheá ñoä caân baèng. Baát kyø taùc duïng nhieãu naøo cuûa Pm ñeàu laøm cho ñoäng cô chaïy oån ñònh laïi cheá ñoä caân baèng cuõ. Treân ñoäng cô Diesel, khi laøm vieäc ôû cheá ñoä khoâng taûi, aùp suaát chæ thò trung bình Pi taêng nhanh hôn so vôùi aùp suaát toån hao cô khí Pm khi taêng toác ñoä n (hình 7.20b). Vì ñaëc ñieåm bieán thieân cuûa Pi luùc naøy phuï thuoäc vaøo ñaëc tính toác ñoä cuûa bôm cao aùp taïi vò trí thanh raêng nhoû nhaát. Haàu heát caùc loaïi bôm cao aùp ñeàu taêng löôïng nhieân lieäu trong chu trình gct khi taêng toác ñoä ñoäng cô. Chính vì vaäy vôùi cheá ñoä döøng, chæ caàn coù nhieãu nhoû veà Pm seõ laøm cho toác ñoä ñoäng cô maát oån ñònh. Ñeå khaéc phuïc hieän töôïng treân, caàn laép boä ñieàu toác ñeå ñoäng cô Diesel coù theå laøm vieäc oån ñònh ôû cheá ñoä khoâng taûi. 180
19. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel Sau khi laép boä ñieàu toác, ñaëc tính khoâng taûi veà Pi cuûa ñoäng cô töø ñöôøng lieàn chuyeån sang ñöôøng neùt ñöùt nhö (hình 7.20b). Luùc ñoù, neáu toác ñoä ñoäng cô taêng boä ñieàu toác seõ caét bôùt nhieân lieäu, neáu toác ñoä ñoäng cô giaûm thì boä ñieàu toác seõ caáp theâm nhieân lieäu nhôø ñoù ñöôøng Pi seõ giaûm nhanh khi taêng toác ñoä ñoäng cô n, giuùp ñoäng cô laøm vieäc oån ñònh. Pi Pi Pi Pm Pm Pm Pm Pi n, (vg/ph) n, (vg/ph) Hình 7.20. Cheá ñoä laøm vieäc khoâng taûi cuûa ñoäng cô xaêng (a) vaø ñoäng cô Diesel (b). Treân ñoäng cô Diesel coù nhieàu loaïi boä ñieàu toác khaùc nhau, nhöng baát kyø boä ñieàu toác loaïi naøo cuõng phaûi thöïc hieän toát caùc nhieäm vuï sau: - Ñieàu hoaø toác ñoä ñoäng cô duø coù taûi troïng hay khoâng coù taûi (giöõ vöõng moät toác ñoä hay trong moät phaïm vi cho pheùp tuyø theo loaïi), khi coá ñònh vò trí cô caáu cung caáp nhieân lieäu ñeàu phaûi giöõ ñöôïc toác ñoä laøm vieäc oån ñònh cho ñoäng cô. - Ñaùp öùng ñöôïc moïi vaän toác theo yeâu caàu cuûa ñoäng cô. Ví duï: luùc chaïy caàm chöøng ñoäng cô quay 500 voøng/phuùt, khi leân ga toái ña 2.000 voøng/phuùt daàu coù taûi hay khoâng taûi. - Phaûi giôùi haïn ñöôïc möùc taûi ñeå traùnh gaây hö hoûng maùy. - Phaûi töï ñoäng cuùp daàu ñeå taét maùy khi: soá voøng quay vöôït quaù möùc aán ñònh. IV.2. Phaân loaïi boä ñieàu toác Hieän nay coù raát nhieàu loaïi ñieàu toác. Treân ñoäng cô söû duïng loaïi ñieàu toác naøo laø tuyø thuoäc vaøo loaïi ñoäng cô, vaøo ñaëc ñieåm cuûa maùy coâng taùc vaø yeâu caàu cuûa toaøn boä thieát bò. Khi phaân loaïi boä ñieàu toác döïa theo nguyeân taéc taùc duïng cuûa caùc phaàn töû caûm bieán, ta chia thaønh 3 loaïi cô baûn: - Boä ñieàu toác cô khí. - Boä ñieàu toác chaân khoâng. - Boä ñieàu toác thuyû löïc. IV.2.1. Boä ñieàu toác cô khí Haàu heát caùc loaïi ñieàu toác cô khí ñeàu coù 4 boä phaän chính, cuøng phoái hôïp vôùi nhau laøm vieäc. 1) Boä phaän ñoäng löïc Truïc cuûa boä ñieàu toác thöôøng ñöôïc laép vôùi truïc cuûa bôm cao aùp. Coát bôm truyeàn moâmen tröïc tieáp qua caùc quaû vaêng. Hai quaû vaêng dang ra do taùc duïng cuûa löïc ly taâm (hình 7.21). 181
20. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel 2) Caàn lieân laïc Laø moät heä thoáng tay ñoøn ñaãn ñoäng, thanh keùo, truïc tay ñoøn, lieân laïc vôùi boä phaän ñoäng löïc vaø thanh raêng ñieàu khieån löu löôïng nhieân lieäu. 3) Thanh raêng ñieàu khieån Thanh raêng bôm cao aùp Thanh raêng ñieàu khieån ñeå ñöa löôïng nhieân lieäu vaøo nhieàu hay ít ñeán kim phun vaø ñieàu khieån phun vaøo xylanh tuøy 2 3 Tay ñoøn daãn ñoäng theo vò trí. 1 4) Caùc loø xo toác ñoä Truïc cuûa Caùc loø xo ñöôïc ñaët ôû vò boä ñieàu toác trí choáng laïi löïc ly taâm cuûa hai quaû taï vaø ñaåy thanh raêng veà chieàu taêng nhieân lieäu khi ñoäng Quaû vaêng cô chöa laøm vieäc. Ñoàng thôøi coù caùc vít ñieàu chænh, khaâu tröôït. Taát caû caùc cô phaän treân ñeàu Hình 7.21. Sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc cuûa boä ñieàu toác cô khí. ñöôïc boá trí trong boä ñieàu toác. 1 – vò trí taét maùy; 2 – cheá ñoä caàm chöøng; 3 – cheá ñoä ñaày taûi. Nguyeân lyù laøm vieäc Khi ñoäng cô khôûi ñoäng ta keùo ga theo chieàu taêng löôïng nhieân lieäu cung caáp. Qua trung gian loø xo toác ñoä, tay ñoøn, caàn lieân heä keùo thanh raêng dòch chuyeån laøm xoay vaønh raêng theo chieàu taêng nhieân lieäu, ñoäng cô phaùt haønh deã daøng. Khi ñoäng cô ñaõ vaän haønh, coát bôm quay vaø löïc ly taâm cuûa hai quaû taï bung ra ñaåy khaâu tröôït tyø leân tay ñoøn, ñieàu khieån thanh raêng veà chieàu giaûm nhieân lieäu cung caáp, toác ñoä giaûm xuoáng. Khi löïc ly taâm caân baèng vôùi loø xo, oáng tröôït seõ khoâng di chuyeån nöõa. Khi ñoäng cô ñang laøm vieäc ôû cheá ñoä oån ñònh. Ví duï taûi taêng khi xe ñang leân doác, vì taûi taêng neân toác ñoä ñoäng cô giaûm, neân löïc ly taâm cuûa hai quaû taï giaûm theo, hai quaû taï xeáp laïi, loø xo ñieàu toác thaéng löïc ly taâm neân ñaåy khaâu tröôït ñi ra, qua trung gian tay ñoøn vaø caàn ñieàu khieån keùo thanh raêng veà chieàu taêng nhieân lieäu, hai quaû taï laïi bung ra caân baèng vôùi löïc loø xo ñieàu toác. Neáu ta giaûm taûi nhö xe xuoáng doác, toác ñoä ñoäng cô coù khuynh höôùng taêng leân, löïc ly taâm hai quaû taï taêng theo, hai quaû taï giang ra thaéng söùc caêng loø xo ñieàu toác, qua caàn lieân laïc keùo thanh raêng veà chieàu giaûm daàu ñeå toác ñoä giaûm laïi veà vò trí ban ñaàu, ñeán khi oån ñònh hai quaû taï ôû vò trí thaúng ñöùng, caân baèng vôùi söùc caêng loø xo ñieàu toác. Ví duï vì lyù do naøo ñoù toác ñoä ñoäng cô vöôït quaù toác ñoä giôùi haïn, luùc naøy löïc ly taâm quaû taï lôùn, hai quaû taï bung ra heát haønh trình ñeå ñaåy khaâu tröôït ra xa nhaát, qua tay ñoøn vaø caàn lieân heä ñaåy thanh raêng veà chieàu cuùp daàu, ñoäng cô ngöøng laøm vieäc. Giôùi thieäu boä ñieàu toác cô khí nhieàu cheá ñoä (hình 7.22) Boä ñieàu toác nhieàu cheá ñoä ñieàu khieån taát caû caùc cheá ñoä laøm vieäc cuûa ñoäng cô töø giaù trò toác ñoä khôûi ñoäng cho tôùi giaù trò toác ñoä cöïc ñaïi. Ngoaøi ra cuõng coù loaïi boä ñieàu toác ñieàu khieån toác ñoác ñoä ñoäng cô ôû toác ñoä caàm chöøng vaø cöïc ñaïi, ñieàu naøy caàn thieát ñoái vôùi nhöõng tröôøng hôïp caù bieät khi nhöõng heä thoáng phuï trôï nhö: keùo tôøi, bôm nöôùc chöõa chaùy, caàn truïc, ñöôïc truyeàn ñoäng bôûi xe hoaëc nhöõng ñoäng cô tónh laïi. Nhöng nhöõng boä ñieàu toác naøy cuõng ñöôïc söû duïng ôû nhöõng xe khaùch vaø nhöõng xe noâng nghieäp nhö maùy keùo hoaëc maùy gaët. 182
21. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel Caàn khôûi ñoäng Loø xo khôûi ñoäng Quaû vaêng Choát ñöùng OÁng tröôït Van ñònh löôïng Loã cuùp daàu piston Hình 7.22. Boä ñieàu toác cô khí nhieàu cheá ñoä. Khi ñoäng cô khoâng hoaït ñoäng, caùc quaû vaêng vaø oáng tröôït ñeàu ôû vò trí ban ñaàu cuûa chuùng. Caàn khôûi ñoäng ñöôïc di chuyeån tôùi vò trí khôûi ñoäng bôûi loø xo khôûi ñoäng vaø xoay quanh choát, ñoàng thôøi van ñònh löôïng ôû piston phaân phoái ñöôïc giöõ ôû vò trí khôûi ñoäng, luùc naøy löôïng nhieân lieäu cung caáp laø toái ña (haønh trình coù ích cuûa piston laø lôùn nhaát). Ngay sau khi khôûi ñoäng caùc quaû vaêng bung ra laøm oáng tröôït di chuyeån sang phaûi, caàn khôûi ñoäng eùp loø xo khôûi ñoäng laïi tì leân caàn laéc. Caàn khôûi ñoäng moät laàn nöõa xoay quanh choát laøm giaûm löôïng nhieân lieäu phaân phoái moät caùch töï ñoäng tôùi toác ñoä caàm chöøng. Khi ñoäng cô hoaït ñoäng baøn ñaïp ga ñöôïc nhaû ra, caàn ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô trôû veà vò trí caàm chöøng vaø töïa vaøo ñai oác ñieåu chænh toác ñoä caàm chöøng. Toác ñoä caàm chöøng ñöôïc choïn sao cho ñoäng cô chaïy khoâng taûi khoâng bò taét maùy. Nhôø loø xo caàm chöøng maø toác ñoä caàm chöøng ñöôïc giöõ oån ñònh, khi toác ñoä caàm chöøng taêng leân, loø xo caàm chöøng bò eùp laïi van ñònh löôïng di chuyeån sang traùi laøm giaûm daàu vaø ngöôïc laïi. Khi toác ñoä caàm chöøng giaûm, van ñònh löôïng di chuyeån sang phaûi laøm taêng nhieân lieäu cung caáp. Khi toác ñoä ñoäng cô lôùn hôn toác ñoä caàm chöøng loø xo caàm chöøng bò neùn laïi moät khoaûng vaø luùc naøy loø xo caàm chöøng seõ heát taùc duïng. Trong tröôøng hôïp taûi taêng ñeán möùc van ñònh löôïng ôû vò trí ñaày taûi nhöng toác ñoä ñoäng cô vaãn tieáp tuïc giaûm (töùc taûi tieáp tuïc taêng) ví duï nhö xe ñang leân doác, löïc ly taâm cuûa caùc quaû vaêng seõ giaûm. Nhöng vì van ñònh löôïng ñaõ ôû vò trí toái ña neân vieäc cung caáp nhieân lieäu khoâng theå taêng ñöôïc nöõa. Trong tröôøng hôïp naøy ñoäng cô bò quaù taûi vaø ngöôøi taøi xeá phaûi giaûm ga hoaëc phaûi traû soá. Khi xuoáng doác ñoäng cô bò keùo bôûi thaân xe vaø toác ñoä ñoäng cô coù xu höôùng gia taêng, caùc quaû vaêng bung ra ñaåy oáng tröôït eùp caàn khôûi ñoäng vaø caàn laéc laøm cho van ñònh löôïng trôû veà vò trí giaûm daàu. Neáùu hieän töôïng naøy vaãn tieáp tuïc löôïng nhieân lieäu cung caáp ngaøy caøng giaûm daàn ñeå thích hôïp vôùi ñieàu kieän taûi môùi. Thaäm chí löôïng nhieân lieäu coù theå giaûm xuoáng ñeán khoâng. IV.2.2. Boä ñieàu toác chaân khoâng Boä ñieàu toác aùp thaáp laø loaïi ñieàu toác nhieàu cheá ñoä, thöôøng ñöôïc aùp duïng treân ñoäng cô Diesel vaän taûi, noù hoaït ñoäng theo quy luaät bieán thieân cuûa aùp thaáp trong ñöôøng oáng huùt theo soá voøng quay cuûa ñoäng cô. Öu ñieåm cuûa boä ñieàu toác naøy laø caáu taïo ñôn giaûn, kích thöôùc nhoû goïn, löïc duøng ñeå ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô töông ñoái nhoû. Khoâng coù caùc chi tieát maøi moøn. Ngöôøi ta laép boä ñieàu toác aùp thaáp treân caùc ñoäng cô vaän taûi cao toác hoaït ñoäng trong phaïm vi töông ñoái roäng. 183
22. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel Trong phaïm vi thay ñoåi toác ñoä lôùn boä ñieàu toác chaân khoâng coù theå baûo ñaûm deã daøng, ñoä ñoàng ñeàu nhö nhau, trong khi ñoù ñoái vôùi boä ñieàu toác cô khí nhieàu cheá ñoä thì raát khoù thöïc hieän theâm vaøo ñoù laø naëng neà, keành caøng. Vì nhöõng lyù do treân, ngöôøi ta thay theá boä ñieàu toác cô khí (löïc ly taâm cuûa quaû vaêng) baèng boä ñieàu toác aùp thaáp (söùc huùt do aùp thaáp). 1) Caáu taïo Boä ñieàu toác aùp thaáp thöôøng duøng treân xe Toyota vaø moät ít xe ISUZU goàm hai phaàn rieâng bieät - OÁng khueách taùn coù caùnh böôùm. - Heä thoáng maøng. OÁng khueách taùn naèm giöõa bình loïc gioù vaø oáng goùp huùt taïi tieát dieän nhoû nhaát cuûa oáng laép moät caùnh böôùm ga ñöôïc ñieàu khieån baèng baøn ñaïp ga. Boä ñieàu toác ñöôïc phaân laøm hai ngaên baèng moät maøng da. Phoøng chaân khoâng thoâng vôùi hoïng khueách taùn nhôø moät ñöôøng oáng. Maøng boä ñieàu toác noái vôùi thanh raêng bôm cao aùp vaø maët ñoái dieän töïa vaøo maët loø xo ñieàu toác. Phía beân ngaên aùp thaáp coøn coù moät loø xo nhoû vaø choát tyø coù taùc duïng laøm taêng toác ñoä oån ñònh cuûa boä ñieàu toác khi ñoäng cô chaïy caàm chöøng. Moät vít duøng ñeå ñieàu chænh löïc neùn cuûa loø xo nhoû. Moät nuùt keùo noái lieàn vôùi moät thanh ôû phoøng khoâng khí lieân laïc vôùi thanh raêng ñeå taét maùy. 1 2 4 7 5 3 8 6 Hình 7.23. Caáu taïo cuûa boä ñieàu toác aùp thaáp (ñieàu toác chaân khoâng). 1 – oáng khueách taùn; 2 – böôùm gioù; 3 – maøng; 4 – oáng thoâng khí trôøi; 5 – tay ñoøn; 6 – choát tyø; 7 – buoàng chaân khoâng; 8 – buloâng ñieàu chænh. 2) Nguyeân lyù laøm vieäc Nguyeân lyù laøm vieäc cô baûn cuûa boä ñieàu toác döïa treân toác ñoä khoâng khí trong oáng khueách taùn thay ñoåi, laøm aùp thaáp phaùt sinh ngay taïi hoïng (taïi ngaên aùp thaáp) thay ñoåi, daãn ñeán söï di chuyeån cuûa maøng da vaø thanh raêng laøm taêng giaûm nhieân lieäu. Khi caùnh böôùm gioù ôû vò trí nhaát ñònh, neáu thay ñoåi soá voøng quay cuûa ñoäng cô thì toác ñoä khoâng khí ñi qua hoïng seõ thay ñoåi theo töø ñoù laøm thay ñoåi aùp suaát ôû hoïng. 184
23. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel Caøng taêng soá voøng quay ñoäng cô thì aùp thaáp trong ngaên aùp thaáp caøng taêng. Khi aùp thaáp taêng, aùp suaát beân ngaên khí trôøi lôùn hôn, neân gaây ra aùp löïc ñaåy maøng, eùp loø xo ñieàu toác, keùo thanh raêng sang phaûi veà phía giaûm nhieân lieäu. Neáu giaûm toác ñoä ñoäng cô xuoáng thì aùp thaáp seõ giaûm theo, loø xo ñieàu toác seõ ñaåy maøng vaø thanh raêng sang traùi veà phía taêng nhieân lieäu. Vôùi toác ñoä ñoäng cô khoâng thay ñoåi, neáu thay ñoåi vò trí caùnh böôùm gioù seõ daãn ñeán thay ñoåi toác ñoä khoâng khí taïi hoïng vaø laøm aùp thaáp thay ñoåi. Caùnh böôùm gioù ñoùng caøng nhoû thì aùp thaáp caøng lôùn keùo maøng boä ñieàu toác vaø thanh raêng veà traùi giaûm nhieân lieäu. Moãi vò trí caùnh böôùm gioù do baøn ñaïp ga ñieàu khieån seõ töông öùng vôùi moät toác ñoä ñoäng cô, caøng môû roäng caùnh böôùm gioù thì toác ñoä ñoäng cô caøng lôùn. Cheá ñoä khôûi ñoäng Luùc ñoäng cô ngöøng, caû hai ngaên ñeàu thoâng vôùi khí trôøi, loø xo ñieàu toác seõ ñaåy maøng vaø thanh raêng sang phía taêng nhieân lieäu, laøm giaøu nhieân lieäu luùc khôûi ñoäng, giuùp ñoäng cô khôûi ñoäng deã daøng. Ngay khi ñoäng laøm vieäc aùp suaát phaùt sinh taïi ngaên aùp thaáp keùo maøng vaø thanh raêng veà phía giaûm nhieân lieäu töông öùng vôùi vò trí caùnh böôùm gioù. Cheá ñoä caàm chöøng ÔÛ cheá ñoä naøy caùnh böôùm gioù ñoùng gaàn kín hoïng khueách taùn, chæ chöøa moät ñöôøng oáng luøa gioù nhoû khoâng cho khoâng khí ñi qua vaø taïo aùp thaáp lôùn taïi phía sau böôùm ga. Löïc huùt chaân khoâng trong buoàng chaân khoâng seõ taêng leân huùt maøng da veà phía traùi, eùp loø xo, keùo thanh raêng veà phía ít nhieân lieäu töông öùng vôùi toác ñoä caàm chöøng cuûa ñoäng cô, vaøo luùc naøy maøng da boä ñieàu toác vöøa vaën tieáp xuùc vôùi choát tyø ñeå giaûm bôùt söï rung ñoäng cuûa maøng, taêng ñoä oån ñònh cuûa boä ñieàu toác. Cheá ñoä toác ñoä cöïc ñaïi Caùnh böôùm gioù môû lôùn, aùp thaáp sinh ra taïi oáng daãn meàm trong oáng khueách taùn seõ yeáu, löïc huùt chaân khoâng trong buoàng chaân khoâng yeáu, loø xo ñieàu toác ñaåy maøng vaø thanh raêng sang traùi, veà phía taêng nhieân lieäu ñeán vò trí ñaït toác ñoä toái ña aán ñònh cuûa boä ñieàu toác. Cheá ñoä quaù taûi Vôùi vò trí caàn ga toái ña, ñoäng cô laøm vieäc ôû cheá ñoä ñaày taûi, tieáp tuïc taêng taûi thì toác ñoä ñoäng cô giaûm. Do ñoù, aùp thaáp sinh ra seõ yeáu hôn (so vôùi luùc ñaày taûi), loø xo ñieàu toác ñaåy maøng veà phía taêng nhieân lieäu ñeå ñaùp öùng cho möùc taêng quaù taûi. Toác ñoä vöôït quaù giôùi haïn Khi toác ñoä ñoäng cô vöôït quaù möùc giôùi haïn yeâu caàu, ñoä chaân khoâng sinh ra ñuû lôùn ñeå keùo thanh raêng veà ñeán vò trí cuùp daàu. Ngöøng ñoäng cô Khi taét maùy, naïng ñaåy maøng thanh raêng veà chieàu taét maùy, eùp loø xo toác ñoä laïi ngöng cung caáp nhieân lieäu. IV.2.3. Boä ñieàu toác thuûy löïc Boä ñieàu toác thuyû löïc coù sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc nhö hình 7.24. Daàu nhôøn töø bôm 4, do truïc khuyûu daãn ñoäng taïo aùp suaát trong xylanh 3, vaø qua van tieát löu 5 trôû veà beå chöùa 6. Khi taêng toác ñoä cuûa ñoäng cô, aùp suaát daàu trong xylanh 3 seõ taêng eùp loø xo ñieàu toác 1 ñaåy piston vaø caùn 7 veà phía giaûm nhieân lieäu laøm cho toác ñoä ñoäng cô giaûm xuoáng. 185
24. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel Ngöôïc laïi khi toác ñoä ñoäng cô giaûm, aùp suaát daàu trong xylanh 3 giaûm, khoâng ñuû söùc ñeå thaéng löïc caêng loø xo vaø laøm cho piston 2 dòch chuyeån veà phía traùi, theo chieàu höôùng laøm taêng löôïng nhieân lieäu cung caáp laøm cho toác ñoä ñoäng cô taêng leân. 2 1 7 3 4 5 6 Hình 7.24. Sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc cuûa boä ñieàu toác thuyû löïc. 1 – loø xo ñieàu toác; 2 – piston; 3 – xylanh; 4 – bôm daàu; 5 – van tieát löu; 6 – beå chöùa; 7 – thanh noái vôùi thanh raêng bôm cao aùp. V. SÔ ÑOÀ VAØ NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC CUÛA HEÄ THOÁNG EDC Heä thoáng ñieàu khieån ñoäng cô Diesel baèng ñieän töû (EDC) ra ñôøi töøng böôùc thay theá cho caùc heä thoáng tröôùc ñaây. Vieäc cung caáp nhieân lieäu vaøo trong xylanh ñöôïc ñònh löôïng baèng ñieän töû, nhieân lieäu ñöôïc phun moät caùch hoaøn chænh bôûi caùc döõ lieäu xöû lyù linh hoaït cuõng nhö vieäc taùc ñoäng ñoùng môû caùc van ñieän ñieàu khieån vôùi caùc boä taùc ñoäng baèng ñieän töû. Nhö vaäy, ñieàu khieån ñoäng cô Diesel baèng ñieän töû ñaõ caûi tieán ñöôïc nhöõng chöùc naêng ñieàu khieån so vôùi boä ñieàu toác cô khí tröôùc ñaây. Treân ñoäng cô Diesel, söï hoaït ñoäng vaø quaù trình chaùy cuûa ñoäng cô phuï thuoäc vaøo: - Löôïng nhieân lieäu phun vaøo ñoäng cô. - Thôøi ñieåm phun nhieân lieäu. - AÙp suaát khí thaûi, aùp suaát naïp. - Löôïng luaân hoài khí thaûi. Ñeå hoaøn thieän quaù trình hoaït ñoäng cuûa ñoäng cô Diesel thì taát caû caùc chæ tieâu treân caàn phaûi hoaøn thieän. Ñeå ñaït ñöôïc muïc ñích naøy, EDC ñöôïc cung caáp nhöõng thoâng soá chính ñeå töï ñoäng ñoùng môû caùc van ñieàu khieån. Veà maët nguyeân lyù thì heä thoáng ñieàu khieån baèng ñieän töû treân ñoäng cô Diesel (EDC) coù theå ñieàu khieån taát caû caùc loaïi heä thoáng nhieân lieäu (PF, PE, VE, GM, ROOSA-MASTER, ). Tuy nhieân, treân thöïc teá, heä thoáng ñieàu khieån baèng ñieän töû coù theå phaân ra 4 loaïi cô baûn: PE, VE, GM, HEUI. Döôùi ñaây ta chæ xeùt veà maët nguyeân lyù chung cuûa heä thoáng ñieàu khieån. V.1. Sô ñoà heä thoáng EDC Sô ñoà nguyeân lyù cuûa heä thoáng EDC ñöôïc theå hieän treân (hình 7.25), goàm coù ba cuïm heä thoáng: 186
25. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel 1) Tín hieäu ñaàu vaøo Tín hieäu ñaàu vaøo laø caùc caûm bieán duøng ñeå xaùc ñònh caùc cheá ñoä laøm vieäc treân ñoäng cô. Caùc tín hieäu nhaän ñöôïc töø caûm bieán seõ ñöôïc chuyeån thaønh tín hieäu ñieän ñeå ñöa veà boä ñieàu khieån. 2) Boä ñieàu khieån ñieän töû (ECU – Electronic Control Unit) ECU nhaän caùc tín hieäu vaøo, qua boä vi xöû lyù ñeå tính toaùn vaø xuaát caùc tín hieäu ñaàu ra. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Hình 7.25. Heä thoáng ñieàu khieån ñieän töû ñoäng cô Diesel (EDC). 1 – caûm bieán löu löôïng gioù; 2 – ECU; 3 – bôm nhieân lieäu; 4 – oáng tröõ chính; 5 – kim phun; 6 – caûm bieán toác ñoä ñoäng cô; 8 – loïc nhieân lieäu ; 9 – caûm bieán baøn ñaïp ga. 3) Tín hieäu ra Caùc tín hieäu ñieàu khieån töø ECU ñöôïc ñöa ñeán caùc boä phaän chaáp haønh ñeå tröïc tieáp ñieàu khieån caùc cheá ñoä laøm vieäc treân ñoäng cô. Khi ñoäng cô laøm vieäc, cheá ñoä cuûa noù ñöôïc caùc tín hieäu ñaàu vaøo (caùc caûm bieán) tieáp nhaän vaø chuyeån tín hieäu naøy ñeán boä ñieàu khieån. ECU tieáp nhaän vaø xöû lyù tín hieäu. Sau ñoù caùc tín hieäu ñaàu ra ñöôïc nhaän leänh ñieàu khieån töø ECU ñöa ñeán caùc cô caáu chaáp haønh. Caùc cô caáu naøy seõ ñieàu khieån vaø can thieäp tröïc tieáp vaøo quaù trình laøm vieäc cuûa ñoäng cô. Sô ñoà khoái ñieån hình cuûa heä thoáng ñieàu khieån ñieän töû (EDC) ñöôïc theå hieän treân (hình 7.26). 187
26. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel CAÙC CAÛM BIEÁN ECU BOÄ TAÙC ÑOÄNG Caûm bieán söï di ñoäng Ñieàu khieån cuûa ty kim löôïng nhieân lieäu cung caáp Caûm bieán nhieät ñoä, nöôùc, khoâng khí vaø nhieân lieäu BÔM Ñieàu khieån cuùp daàu (taét Caûm bieán vò trí van CAO ñoäng cô) ñieàu khieån löôïng nhieân lieäu BOÄ AÙP VI Caûm bieán löu Thôøi ñieåm löôïng gioù. XÖÛ phun nhieân lieäu LYÙ Caûm bieán toác ñoä ñoäng cô Boä daãn ñoäng van EGR EGR Caûm bieán toác ñoä xe Caûm bieán aùp Boä ñieàu suaát khí quyeån Ñieàu khieån khieån khôûi ñoäng xoâng maùy CÔ CAÁU ÑIEÀU KHIEÅN Caûm bieán baøn TÍN HIEÄU ñaïp ga CHAÅN ÑOAÙN Löu ñoà xöû lyù Maøn hình Vò trí tay soá baùo tín hieäu Hình 7.26. Sô ñoà khoái heä thoáng ñieàu khieån ñieän töû treân ñoäng cô Diesel (EDC). 188
27. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel V.2. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa heä thoáng EDC 1) Boä ñieàu khieån ñieän töû (ECU) ECU söû duïng coâng ngheä soá, caùc maïch vi xöû lyù ñöôïc laép ñaët beân trong nhaän tín hieäu vaøo vaø xuaát tín hieäu ra. Trong caùc ECU coù nhöõng boä ñieàu khieån vaø nhöõng boä bieán ñoåi caùc tín hieäu ñaët vaøo (caùc tín hieäu caûm bieán) töông öùng. ECU xaùc ñònh caùc thay ñoåi khaùc nhau ñeå xöû lyù töø nhöõng tín hieäu cuûa caùc caûm bieán ñöa vaøo. ECU löu tröõ moät soá löu ñoà veà cheá ñoä laøm vieäc cuûa ñoäng cô, do ñoù tín hieäu ñieàu khieån ECU tuyø thuoäc vaøo nhöõng tín hieäu ñaët vaøo noù vaø chòu söï aûnh höôûng cuûa caùc thoâng tin nhö : - Cheá ñoä taûi cuûa ñoäng cô. - Toác ñoä cuûa ñoäng cô. - Nhieät ñoä nöôùc laøm maùt. - Löôïng khoâng khí naïp. Ñeå ñaït söï chính xaùc theo yeâu caàu, caùc tín hieäu vaøo vaø ra phaûi traùnh hieän töôïng nhieãu tín hieäu hay ngaén maïch. Ñeå laøm ñöôïc ñieàu naøy, phaûi trang bò caàu chì baûo veä ngaén maïch vaø caùc heä thoáng loïc nhieãu ñieän töû treân xe ñeå caùc tín hieäu ñöôïc tieáp nhaän vaø phaûn hoài ñöôïc trung thöïc. 2) Solenoid taùc ñoäng ñieàu khieån nhieân lieäu cung caáp Solenoid taùc ñoäng laø moät boä taùc ñoäng xoay aên khôùp vôùi voøng ñai ñieàu khieån löôïng nhieân lieäu (van ñònh löôïng) qua moät choát leäch taâm cuûa truïc. Ñoä môû cuûa loã thoaùt nhieân lieäu ra ñöôïc ñieàu khieån theo töøng vò trí cuûa van ñònh löôïng, caùch thöùc naøy cuõng gioáng nhö vieäc ñònh löôïng baèng cô khí (duøng cô khí ñeå ñieàu khieån van cao aùp). Löôïng nhieân lieäu phun ñöôïc thay ñoåi lieân tuïc töø nhoû nhaát cho ñeán lôùn nhaát, baèng caùch thay ñoåi goùc quay laøm cho boä taùc ñoäng quay daãn ñeán thay ñoåi vò trí cuûa van ñònh löôïng. Söï thay ñoåi ñöôïc gôûi veà ECU, nôi quyeát ñònh löôïng nhieân lieäu phun vaøo sao cho phuø hôïp vôùi cheá ñoä laøm vieäc cuûa ñoäng cô. Ñeå an toaøn khi khoâng coù ñieän aùp (0 volt) cung caáp ñeán boä taùc ñoäng thì loø xo hoài vò trong boä phaùt ñoäng taùc ñoäng ñeå löôïng phun nhieân lieäu baèng khoâng (khoâng cung caáp nhieân lieäu) 3) Van ñieàu khieån thôøi ñieåm phun nhieân lieäu AÙp suaát trong bôm phuï thuoäc toác ñoä bôm. Nhaø cheá taïo söû duïng moät thieát bò ñieàu chænh thôøi ñieåm phun baèng cô khí ñeå ñieàu chænh aùp suaát naøy thoâng qua van ñieän töø. Van ñieän töø taùc duïng leân boä phun daàu sôùm gioáng nhö boä phun daàu sôùm bình thöôøng. Van ñieän töø ñoùng môû phuï thuoäc vaøo thôøi gian toàn taïi doøng ñieàu khieån. Neáu van ñieän töø ñöôïc môû lieân tuïc (do söï giaûm aùp suaát) thì thôøi ñieåm phun nhieân lieäu seõ treã hôn. Ngöôïc laïi, neáu van ñieän töø ñoùng hoaøn toaøn thì thôøi ñieåm phun nhieân lieäu seõ sôùm hôn. Tyû soá ñoùng /môû coù theå ñöôïc thay ñoåi moät caùch lieân tuïc giöõa hai giaù trò ñaàu vaø giaù trò cuoái ñöôïc cho tröôùc. 4) Van löu hoài khí thaûi EGR Van EGR coù nhieäm vuï ñieàu khieån moät löôïng khí thaûi ñi trôû laïi vaøo ñöôøng oáng naïp. Löôïng khí thaûi caàn thieát ñi vaøo ñöôøng oáng naïp ñaõ ñöôïc tính toaùn vaø ñònh tröôùc ôû nhöõng thôøi ñieåm thích hôïp ñöôïc löu tröõ trong ECU. Van EGR ñöôïc ñaët treân ñöôøng oáng noái giöõa ñöôøng oáng naïp vaø ñöôøng thaûi cuûa ñoäng cô. Noù ñoùng môû theo söï ñieàu khieån cuûa ECU. 189
28. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel 5) Hoaït ñoäng cuûa heä thoáng phun nhieân lieäu treân ñoäng cô Diesel ñieàu khieån baèng ñieän töû Trong bôm cao aùp VE, nguyeân taéc cuûa ñaàu thuyû löïc, boä phaän daãn ñoäng, hoaøn toaøn goáng bôm VE thöôøng. Noù chæ khaùc nhau ôû cô cheá ñònh löôïng, caùch ghi nhaän vaø phaûn hoài thoâng tin ôû boä ECU Vì nhieân lieäu phaûi ñöôïc phun vaøo ñoäng cô ôû aùp suaát cao neân ñaàu thuyû löïc, bôm cao aùp vaø caùc boä phaän daãn ñoäng ñöôïc duy trì thaønh 1 heäï thoáng döôùi söï kieåm soaùt cuûa boä ñieàu khieån ñieâïn töû. Boä daãn ñoäng ñieän töû seõ ñieàu chænh vò trí van ñònh löôïng, nghóa laø ñieàu chænh haønh trình cung caáp nhieân lieäu cuûa bôm. Vieäc phun sôùm ñöôïc daãn ñoäng nhôø aùp löïc nhieân lieäu trong bôm qua vieäc ñieàu khieån cuûa moät van ñieän töû. 6) Hoaït ñoäng thu nhaän döõ lieäu Boä daãn ñoäng cuûa bôm phaân phoái seõ xaùc ñònh vò trí van ñònh löôïng, nhôø ñoù noù cho ra moâït ñieän aùp phaûn hoài ñeán ECU töông öùng vôùi moät giaù trò vò trí hieän taïi cuûa van ñònh löôïng. Caûm bieán baøn ñaïp ga seõ ghi nhaän vò trí cuûa baøn ñaïp ga. Caûm bieán toác ñoä seõ ghi nhaän toác ñoä cuûa ñoäng cô. Caûm bieán söï dòch chuyeån cuûa ty kim phun seõ ghi nhaän kim baét ñaàu phun. Ñeå taêng ñoä tin caäy, tín hieäu töø ñeøn STOP cuõng ñöôïc ghi nhaän vì khi ñoäng cô ñang hoaït ñoäng ôû toác ñoä cao maø ñaïp thaéng thì nhieân lieäu cung caáp seõ bò ngaét. Beân caïnh ñoù caùc tín hieäu nhö nhieät ñoä daàu, nöôùc, khí naïp, aùp suaát khí naïp, löôïng khí naïp, toác ñoä xe, vò trí baøn ñaïp ly hôïp, ñeàu ñöôïc caùc caûm bieán ghi nhaän baùo veà ECU. 7) Hoaït ñoäng xöû lyù döõ lieäu ECU nhaän ñöôïc caùc döõ lieäu hoaït ñoäng caàn thieát töø caùc caûm bieán vaø xöû lyù caùc thoâng tin nhaän töø caùc caûm bieán ñeå ñieàu chænh löôïng nhieân lieäu phun, thôøi gian xoâng cuûa bougie giuùp caùc cheá ñoä laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñöôïc hoaøn haûo. VI. SÔ ÑOÀ VAØ NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC CUÛA HEÄ THOÁNG PHUN COMMON – RAIL VI.1. Sô ñoà heä thoáng Caûm bieán aùp suaát daàu OÁng tröõ Van ñieàu chænh aùp löïc B ình c höùa nhieân lieäu Kim phun Caûm bieán löôïng khí naïp Caûm bieán Bôm ECU nhieät ñoä cao aùp ñoäng cô Caûm bieán Caûm Caûm Caûm bieán vò trí baøn bieán toác bieán vò nhieät ñoä ñaïp ga Caûm bieán ñoä ñoäng trí truïc khoâng khí cô cam aùp suaát khí naïp Hình 7.27. Sô ñoà heä thoáng nhieân lieäu Commom – Rail. 190
29. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel Trong heä thoáng Common – Rail, nhieân lieäu coù aùp suaát cao ñöôïc bôm vaøo oáng tröõ ñeå töø ñoù cung caáp cho caùc kim phun, töông töï nhö heä thoáng phun xaêng treân ñoäng cô xaêng. Nhieân lieäu töø thuøng chöùa ñöôïc bôm chuyeån vaøo trong bôm cao aùp. Taïi ñaây aùp suaát nhieân lieäu ñöôïc taïo ra vaø ñöôïc bôm lieân tuïc vaøo trong oáng tröõ. Bôm cao aùp chæ coù nhieäm vuï duy nhaát laø taïo cho nhieân lieäu coù moät aùp suaát cao vaø ñöa vaøo trong oáng tröõ. Taïi oáng tröõ coù caùc ñöôøng oáng cao aùp noái ñeán caùc kim phun. Caùc kim phun ñöôïc laép treân naép maùy, noù coù nhieäm vuï phun nhieân lieäu vaøo trong buoàng ñoát ñoäng cô vôùi söï ñieàu khieån töø ECU. ECU sau khi nhaän caùc tín hieäu töø caùc caûm bieán (caûm bieán toác ñoä ñoäng cô, caûm bieán vò trí coát cam, nhieät ñoä nhieân lieäu, vò trí baøn ñaïp ga, nhieät ñoä khoâng khí, nhieät ñoä khí naïp, caûm bieán nhieät ñoä nöôùc laøm maùt, caûm bieán löôïng khí naïp, ) seõ xöû lyù caùc tín hieäu naøy vaø sau ñoù ñöa ra caùc xung tín hieäu ñeå ñieàu khieån kim phun. VI.2. Keát caáu vaø nguyeân lyù laøm vieäc cuûa moät soá chi tieát chính 1) Bình chöùa nhieân lieäu Bình chöùa nhieân lieäu phaûi laøm töø vaät lieäu choáng aên moøn vaø phaûi giöõ cho khoâng bò roø ræ ôû aùp suaát gaáp ñoâi aùp suaát hoaït ñoäng bình thöôøng. Van an toaøn phaûi ñöôïc laép ñeå aùp suaát quaù cao coù theå töï thoaùt ra ngoaøi. Nhieân lieäu cuõng phaûi baûo ñaûm khoâng bò roø ræ ôû coå noái vôùi bình loïc nhieân lieäu hay ôû thieát bò buø aùp suaát khi xe bò rung xoùc nhoû, cuõng nhö khi xe vaøo cua, taêng toác hoaëc giaûm toác ñoät ngoät. 2) Ñöôøng nhieân lieäu aùp suaát thaáp Ñöôøng oáng nhieân lieäu meàm ñöôïc boïc theùp thay theá cho ñöôøng oáng baèng theùp vaø ñöôïc duøng trong oáng aùp suaát thaáp. Taát caû caùc boä phaän mang nhieân lieäu phaûi ñöôïc baûo veä moät laàn nöõa khoûi taùc ñoäng cuûa nhieät ñoä. Ñoái vôùi xe buyùt, ñöôøng oáng nhieân lieäu khoâng ñöôïc ñaët trong khoâng gian cuûa haønh khaùch hay trong cabin xe. 3) Bôm tieáp vaän Bôm tieáp vaän bao goàm moät bôm baèng ñieän vôùi loïc nhieân lieäu, hay moät bôm baùnh raêng. Bôm huùt nhieân lieäu töø bình chöùa vaø tieáp tuïc ñöa nhieân lieäu vôùi löu löôïng ñaày ñuû ñeán bôm cao aùp. Löôïng nhieân lieäu töø bôm cung caáp seõ qua keõ hôû giöõa rotor vaø stator cuûa ñoäng cô ñieän, döôùi taùc duïng cuûa aùp suaát nhieân lieäu laøm van moät chieàu môû vaø nhieân lieäu ñöôïc cung caáp vaøo heä thoáng. Van an toaøn boá trí beân trong bôm coù chöùc naêng giôùi haïn aùp suaát cung caáp nhieân lieäu cuûa bôm nhaèm keùo daøi tuoåi thoï cuûa bôm xaêng. Khoaûng khoâng gian giöõa hai con laên khi quay coù theå tích taêng daàn laø maïch huùt cuûa bôm, khoaûng khoâng gian coù theå tích giaûm daàn laø maïch thoaùt cuûa bôm (hình 7.28). Roâto Vieân bi Nhieân Nhieân lieäu vaøo lieäu ra Hình 7.28. Caáu taïo vaø nguyeân lyù laøm vieäc cuûa bôm chuyeån nhieân lieäu. 191
30. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel 4) Loïc nhieân lieäu Moät boä loïc nhieân lieäu khoâng thích Naép baàu loïc hôïp coù theå daãn ñeán hö hoûng cho caùc thaønh Ñöôøng Ñöôøng daàu vaøo phaàn cuûa bôm, van phaân phoái vaø kim phun. daàu ra Boä loïc nhieân lieäu laøm saïch nhieân lieäu tröôùc khi ñöa ñeán bôm cao aùp, vaø do ñoù ngaên ngöøa Phaàn töû loïc söï maøi moøn nhanh cuûa caùc chi tieát cuûa bôm. Nöôùc loït vaøo heä thoáng nhieân lieäu coù Ngaên chöùa daàu theå laøm hö hoûng heä thoáng ôû daïng aên moøn. sau khi loïc Töông töï vôùi caùc heä thoáng nhieân lieäu khaùc, heä thoáng Common – Rail cuõng caàn moät boä Ngaên chöùa nöôùc loïc nhieân lieäu coù bình chöùa nöôùc, töø noù nöôùc laãn trong daàu seõ ñöôïc xaû. Moät soá xe du lòch laép ñoäng cô Ñai oác Diesel thöôøng coù thieát bò caùnh baùo baèng ñeøn xaû daàu khi löôïng nöôùc trong bình loïc vöôït quaù möùc (hình 7.29). Hình 7.29. Loïc nhieân lieäu. 5) Bôm cao aùp Bôm cao aùp coù coâng duïng taïo aùp löïc cho nhieân lieäu ñeán moät aùp suaát leân ñeán 1.350 bar. Nhieân lieäu ñöôïc taêng aùp naøy sau ñoù di chuyeån ñeán ñöôøng oáng aùp suaát cao vaø ñöôïc ñöa vaøo boä tích nhieân lieäu aùp suaát cao coù hình oáng. Bôm cao aùp ñöôïc laép ñaët ngay treân ñoäng cô nhö ôû heä thoáng nhieân lieäu cuûa bôm phaân phoái loaïi cuõ. Noù ñöôïc daãn ñoäng baèng ñoäng cô (toác ñoä quay baèng 1/2 toác ñoä ñoäng cô, nhöng toác ñoä toái ña laø 3.000 voøng/phuùt) thoâng qua khôùp noái, baùnh raêng xích hay daây ñai coù raêng vaø ñöôïc boâi trôn baèng chính nhieân lieäu bôm. Tuøy thuoäc vaøo khoâng gian saün coù, van ñieàu khieån aùp suaát ñöôïc laép tröïc tieáp treân bôm hay laép xa bôm. Piston bôm Nhieân lieäu ra Cam leäch taâm Truïc daãn ñoäng Hình 7.30. Caáu taïo cuûa bôm cao aùp. Beân trong bôm cao aùp (hình 7.30), nhieân lieäu ñöôïc neùn baèng 3 piston bôm ñöôïc boá trí höôùng kính vaø ñöôøng taâm cuûa caùc piston hôïp vôùi nhau moät goùc baèng 1200. Do 3 piston bôm hoaït ñoäng luaân phieân trong 1 voøng quay neân chæ laøm taêng löïc caûn cuûa bôm. 6) Van ñieàu khieån aùp suaát Van ñieàu khieån aùp suaát giöõ cho nhieân lieäu trong oáng phaân phoái coù aùp suaát oån ñònh, thích hôïp vôùi töøng cheá ñoä laøm vieäc cuûa ñoäng cô. 192
31. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel Neáu aùp suaát trong oáng quaù cao thì van ñieàu khieån aùp suaát seõ môû ra do taùc duïng cuûa nam chaâm ñieän vaø moät phaàn nhieân lieäu seõ trôû veà bình chöùa thoâng qua ñöôøng oáng daàu veà. Neáu aùp suaát trong oáng quaù thaáp thì van ñieàu khieån aùp suaát seõ ñoùng laïi vaø ngaên khu vöïc aùp suaát cao vôùi khu vöïc aùp suaát thaáp. Loõi Loø xo Nhieân lieäu vaøo, aùp suaát cao Van bi Nam chaâm ñieän Hình 7.31. Caáu taïo van ñieàu aùp. 7) OÁng tröõ nhieân lieäu aùp suaát cao (oáng phaân phoái) OÁng cao aùp duøng ñeå chöùa nhieân lieäu aùp suaát cao vaø chòu söï dao ñoäng cuûa aùp suaát do bôm cao aùp taïo ra. Söï dao ñoäng naøy seõ ñöôïc giaûm chaán bôûi oáng. Ñeå thích hôïp vôùi caùc ñieàu kieän laép ñaët khaùc nhau treân ñoäng cô, oáng phaûi ñöôïc thieát keá vôùi nhieàu kieåu ñeå phuø hôïp vôùi boä haïn cheá doøng chaûy vaø caùc vò trí döï phoøng ñeå gaén caùc caûm bieán, van ñieàu khieån aùp suaát, van haïn cheá aùp suaát. 3 2 4 2 1 2 5 2 Hình 7.32. Caáu taïo oáng tröõ nhieân lieäu aùp suaát cao. 1 – nhieân lieäu vaøo töø bôm cao aùp; 2 – nhieân lieäu ñeán caùc kim phun; 3 – caûm bieán aùp suaát; 4 – oáng tröõ; 5 – ñöôøng daàu hoài veà bình chöùa. 8) Kim phun (Injectors) Kim phun treân heä thoáng nhieân lieäu Common – Rail ñöôïc ñieàu khieån baèng löïc töø cuûa nam chaâm ñieän. Ñeå phun ñöôïc nhieân lieäu coù aùp suaát cao, caùc chi tieát cuûa kim phun ñöôïc gia coâng vôùi ñoä chính xaùc raát cao. Van aùp suaát, nam chaâm ñieän vaø voøi phun ñöôïc ñaët trong thaân kim. Nhieân lieäu coù aùp suaát cao ñöôïc ñöa vaøo kim töø bôm cao aùp, qua caùc van tieát löu sau ñoù phun ra taïi voøi phun vaøo buoàng chaùy ñoäng cô. 193
32. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel Nam chaâm ñieän Nhieân lieäu trôû veà Voøi phun Thaân kim Van ñieàu khieån Nhieân lieäu vaøo, aùp suaát cao Hình 7.33. Caáu taïo cuûa kim phun. Theo hình 7.33, nhieân lieäu töø ñöôøng daàu ñeán kim phun, theo ñöôøng oáng daãn seõ ñi ñeán buoàng ñieàu khieån coù van ñieàu khieån baèng ñieän. Buoàng ñieàu khieån ñöôïc noái vôùi ñöôøng daàu veà ñeå ñöa löôïng nhieân lieäu thöøa trong moãi laàn phun veà bình chöùa. 9) Ñöôøng oáng daãn nhieân lieäu aùp suaát cao Nhöõng ñöôøng oáng nhieân lieäu naøy mang nhieân lieäu coù aùp suaát cao. Do ñoù, chuùng phaûi thöôøng xuyeân chòu aùp suaát cöïc ñaïi cuûa heä thoáng vaø trong suoát quaù trình phun. Vì vaäy, chuùng ñöôïc cheá taïo baèng theùp oáng, thoâng thöôøng coù ñöôøng kính ngoaøi khoaûng 6 mm vaø ñöôøng kính trong khoaûng 2,4 mm. Caùc ñöôøng oáng naèm giöõa oáng phaân phoái vaø kim phun phaûi coù chieàu daøi nhö nhau. Söï khaùc bieät chieàu daøi giöõa oáng phun phoái vaø caùc kim phun ñöôïc buø baèng caùch uoán cong ôû caùc ñöôøng oáng noái. Tuy nhieân, ñöôøng oáng noái naøy neân ñöôïc giöõ caøng ngaén caøng toát ñeå toån thaát xaûy ra ít nhaát. 10) Van giôùi haïn aùp suaát Van giôùi haïn aùp suaát coù chöùc naêng nhö moät van an toaøn. Trong tröôøng hôïp aùp suaát vöôït quaù cao thì van giôùi haïn aùp suaát seõ giôùi haïn aùp suaát trong oáng baèng caùch môû cöûa thoaùt. Van giôùi haïn aùp suaát cho pheùp aùp suaát töùc thôøi toái ña trong oáng khoaûng 1.500 bar. Van giôùi haïn aùp suaát laø moät thieát bò cô khí bao goàm caùc thaønh nhö (hình 7.34). 1 2 3 4 5 6 7 3 8 Hình 7.34. Van giôùi haïn aùp suaát. 1 – maïch cao aùp; 2 – van; 3, 5 – loã daàu; 4 – loø xo; 6 – ñeá van; 7 – thaân van; 8 – ñöôøng daàu veà. 194
33. Chöông 7 – Heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô Diesel 11) Van haïn cheá doøng chaûy Nhieäm vuï cuûa boä haïn cheá doøng chaûy laø ngaên cho kim khoâng phun lieân tuïc, ví duï trong tröôøng hôïp kim khoâng ñoùng laïi ñöôïc. Ñeå thöïc hieän ñieàu naøy, khi löôïng nhieân lieäu rôøi khoûi oáng vöôït quaù möùc ñaõ ñöôïc ñònh saün thì van giôùi haïn doøng chaûy seõ ñoùng ñöôøng daàu noái vôùi kim laïi. 1 2 3 4 8 7 5 6 Hình 7.35. Van giôùi haïn doøng chaûy. 1 – maïch daàu ñeán oáng; 2 – voøng ñeäm; 3 – piston; 4 – loø xo; 5 – thaân van; 6 – maïch daàu ñeán kim; 7 – maët coân; 8 – van tieát löu. Van giôùi haïn doøng chaûy bao goàm moät buoàng baèng kim loaïi vôùi ren phía trong ñeå baét vôùi oáng (coù aùp suaát cao) vaø ren ngoaøi ñeå baét vôùi ñöôøng daàu ñeán kim phun. Van coù moät ñöôøng daãn daàu taïi moãi ñaàu ñeå noái vôùi oáng vaø ñöôøng daàu ñeán kim phun. 195