Trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức Khoa Cơ Khí Ô Tô  ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD:NGUYỄN TRÍ HIẾU TRÌNH BÀI: NHÓM Thủ Đức 10/2016 A - PHÂN LOẠI HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL I - Hệ thống bơm nhiên liệu điều khiển điện tử: - Loại bơm PE (bơm dãy) điều khiển điện tử cấu điều khiển ga điện tử Về chi tiết bơm PE điện tử có cấu tạo hoạt động giống bơm PE thông thường, khác chỗ là: Đối với bơm PE thông thường cấu điều chỉnh lượng phun nhiên liệu : Bộ điều tốc Còn với bơm PE điện tử, để điều chỉnh lượng phun nhiên liệu ECU tiếp nhận tín hiệu từ cảm biến sau gửi tín hiệu điều khiển cho cấu điều ga điện từ để thay đổi vị trí ( hay tốc độ động cơ) a- Cấu tạo cấu điều ga điện từ Hình 01 : Cơ cấu điều ga bơm PE điện Trục cam Cơ cấu điều ga điện từ Lò xo hồi vị tử ECU Cảm biến tốc độ Cấu tạo cấu điều ga gồm cuộn dây ECU điều khiển cấp điện từ theo mức độ bàn đạp chân ga ( theo tín hiệu cảm biến chân ga) b- Công dụng: Khi ôtô máy kéo làm việc tải trọng động thay đổi Nếu bơm cao áp bướm tiết lưu giữ nguyên chỗ tăng tải trọng, số vòng quay động giảm xuống, tải trọng giảm số vòng quay tăng lên Điều dẫn đến trước tiên làm thay đổi tốc độ tiến ôtô máy kéo, thứ hai động buộc phải làm việc chế độ lợi Để giữ cho số vòng quay trục khuỷu động không thay đổi chế độ tải trọng khác đồng thời với tăng tải cần phải tăng lượng nhiên liệu cấp vào xilanh, giảm tải giảm lượng nhiên liệu cấp vào xilanh Khi luôn có thay đổi tải trọng dùng tay mà điều điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp vào xilanh Công việc thực tự động nhờ thiết bị đặc biệt bơm cao áp gọi cấu điều ga điện từ c- Nhiệm vụ : Điều hoà tốc độ động dù có tải hay không tải (giữ vững tốc độ hay phạm vi cho phép tuỳ theo loại) có nghĩa lúc có tải hay không tải phải giữ tốc độ động lúc cần ga đứng yên Đáp ứng vận tốc theo yêu cầu động Phải giới hạn mức tải để tránh gây hư hỏng máy Phải tự động cúp dầu để tắt máy số vòng quay vượt mức ấn định - Loại bơm VE điều khiển điện tử cấu điều ga điện tử a- Bơm cao áp: Bơm phun nhiên liệu đẩy nhiên liệu đến vòi phun Bơm phun có chức kiểm soát lượng phun thời điểm phun nhiên liệu Hình 02 : Bơm cao áp với cấu điều ga điện từ Van điện từ điều ga Van điện từ cắt nhiên liệu Bộ điều khiển phun sớm (van TCV) Xi lanh bơm Piston Cơ cấu điều ga Hút nhiên liệu :Bơm cấp nhiên liệu hút nhiên liệu từ bình nén thân bơm Bơm nhiên liệu cao áp : Sử dụng piston để đưa nhiên liệu áp suất cao tới vòi phun chuyển động tịnh tiến quay Điều khiển lượng phun : Cơ cấu điều ga điều khiển lượng phun công suất động Cơ cấu điều ga điện từ có chức kiểm soát tốc độ tối đa động để ngăn động chạy tốc độ giữ ổn định tốc độ chạy không tải Điều khiển thời điểm phun : Bộ định thời điểm phun theo tỷ lệ thuận với tốc độ động Van TCV thực chức B - Bơm cấp van điều chỉnh Bơm cấp nhiên liệu Bơm cấp nhiên liệu kiểu cánh gạt bao gồm cánh gạt roto Trục dẫn động quay roto nhờ có lực ly tâm mà cánh gạt ép nhiên liệu lên thành buồng áp suất Do trọng tâm roto lệch so với tâm buồng nén nên nhiên liệu cánh gạt bị nén đẩy Van điều chỉnh Van điều chỉnh điều chỉnh áp suất xả bơm cấp nhiên liệu phù hợp với tốc độ bơm Bộ định thời kiểm soát thời điểm phun nhiên liệu theo áp suất bơm Phân phối phun nhiên liệu bơm cao áp Bơm cấp nhiên liệu, đĩa cam piston điều khiển trục dẫn động quay theo tỷ lệ nửa tốc độ động Hai lò xo piston đẩy piston đĩa cam lên lăn Đĩa cam có số mặt cam số xylanh ( động xylanh có đĩa cam ) Đĩa cam quay lăn cố định đẩy piston vào Do đó, piston theo dịch chuyển mặt cam chuyển động tịnh tiến ăn khớp với cam quay Ứng với vòng quay đĩa cam, piston quay vòng tịnh tiến lần Việc cung cấp nhiên liệu cho xylanh thực ¼ vòng quay đĩa cam lần chuyển động tịnh tiến piston ( động xylanh ) Piston có rãnh hút, cửa phân phối, cửa tràn rãnh cân áp suất Cửa tràn cửa phân phối đặt thẳng hàng với lỗ vào tâm piston Nhiên liệu hút từ rãnh piston Sau nhiên liệu nén mạnh qua van phân phối từ cửa phân phối bơm vào vòi phun Hút nhiên liệu: Khi piston xuống ( chuyển sang trái ), rãnh hút piston bơm thẳng hàng với cửa hút đầu phân phối Do vậy, nhiên liệu hút vào buồng áp suất vào piston Cung cấp nhiên liệu : Khi đĩa cam piston quay, cửa hút đầu phân phối đóng, cửa phân phối piston thẳng hàng với đường phân phối Khi đĩa cam chạy lăn, piston lên ( chuyển sang phải ) nén nhiên liệu Khi áp suất nhiên liệu đạt giá trị ấn định trước, nhiên liệu phun qua vòi phun Kết thúc : Khi đĩa cam quay tiếp piston lên ( dịch chuyển sang phải ), hai cửa tràn piston bị đẩy vành tràn Kết áp suất nhiên liệu giảm đột ngột kết thúc nạp nhiên liệu Hành trình hữu ích : Hành trình hữu ích khoảng cách piston dịch chuyển từ bắt đầu nén nhiên liệu tới kết thúc Vì hành trình bơm không đổi, nên thay đổi vị trí đặt vành tràn làm thay đổi hành trình hữu ích để tăng giảm lượng phun nhiên liệu Khi hành trình hữu ích kéo dài hành trình nén lâu kết thúc lượng nhiên liệu nạp tăng Ngược lại, nén kết thúc sớm lượng nhiên liệu nạp giảm hành trình hữu ích ngắn b- Cơ cấu điều ga điện từ Cấu tạo Cơ cấu điều ga điện từ gồm cuộn điều khiển cấp điện từ ECU động theo mức đạp chân ga ( thông qua cảm biến chân ga) D - Nguyên lý hoạt động Lực từ trường cuộn dây sinh tác động lên trống lớn để cân với lực từ trường lò xo hồi vị lắp đối diện phía trống lớn Trống lớn có trục lắp lệch tâm trục lắp với trống nhỏ, trống nhỏ lại có chốt lệch tâm cắm vào lỗ ga Khi người lái xe muốn thay đổi công suất tốc độ động người lái xe tác động lên bàn đạp ga thông qua cảm biến chân ga gửi tín hiệu ( hay ý nguyện người lái ) gửi ECU ECU nhận thêm số tín hiệu khác như: Ne, THW, VG… Để xuất chuỗi xung có tỷ lệ thường trực thay đổi cấp cho cuộn điều khiển cấu điều ga tạo nên từ trường tác động vào trống lớn làm cho trống lớn xoay góc, kéo theo trống nhỏ bị xoay góc Khi chốt lệch tâm trống nhỏ gạt ga tiến lên hay lùi lại để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun ECU tiếp nhận tín hiệu từ cảm biến từ tính toán để đưa lượng phun phù hợp với chế độ làm việc động tạo thời điểm phun sớm thích hợp • Ưu điểm: - Là cụm kết cấu gọn, cải tiến từ bơm cao áp khí truyền thống có thêm phần điều khiển điện tử - Chi phí sản xuất không cao - Dễ lắp đặt sữa chữa • Nhược điểm: - Tạo trình kích nổ tạo tiếng rõ động - Điều khiển cấu (điều chỉnh lượng phun điều chỉnh thời gian phun) nên trình điều khiển phức tạp - Đa số cấu điện nên dễ bị mòn, sinh cố - Do kích nổ nên làm tăng lượng NOx - Áp suất phun thấp dẫn tới phun không tơi làm ảnh hưởng trình cháy II- Hệ thống bơm nhiên liệu điều khiển khí: Hình 03 Kết cấu bơm cao áp PF 1-Thân bơm 2-Ống dầu đến 3-Vít ả gió 4-Bọng dầu 5-Piston 6-Xy lanh 7-Vòng 8-Thanh 9-Lò xo 10-Chụp đệm đẩy 11-Lỗ xem mấu cân cam 12-Bệ van cao áp 13-Lò xo van 14- Ốc lục giác 15-Ống cao áp 16-Khoen chặn Vỏ bơm đúc thép hay hợp kim nhôm bệ để bắt bơm, lỗ bắt đầu ống dầu, vít xả gió, vít chận xylanh, lỗ để xỏ răng.Bên vỏ bơm có chứa cụm xylanh, piston Đây phận để ép phân định nhiên liệu Ngoài piston khâu để điều khiển piston xoay nhờ răng, piston bơm đẩy xuống nhờ lòxo, hai đầu lò xo có chén chặn, tất đậy lại đệm đẩy khóa lại bên vỏ bơm nhờ khoen chận - Phía xylanh bệ xupáp, xupáp giảm áp (cao áp) xupáp hai lò xo, tất xiết giữ vỏ bơm lục giác, đầu ốc lục giác chỗ để bắt ống cao áp dẫn dầu tới kim phun - - Xylanh bơm có hay hai lỗ dầu, lỗ dầu phía vít chặn xylanh, vít chận có nhiệm vụ định vị, xylanh lại có nhiệm vụ chịu sức tác dụng áp lực dầu để tránh xói mòn vỏ bơm Piston bơm thường có lằn vạt xéo phía hay phía để phân lương nhiên liệu, đuôi piston có hai tai để ăn khớp với hai rãnh khoét khâu Ở rãnh khoét khâu đuôi piston có dấu ráp phải để chúng trùng - Nguyên lý hoạt động bơm PF -khi động làm việc , lúc piston bơm xuống thấp nhiên liệu xung quanh xylanh vào xylanh bơm hai lỗ dầu vào dầu Đến phun dầu cốt cam gắn động điều khiển piston bơm lên ép nhiên liệu xylanh lúc piston lên , lúc piston bịt hết hai lỗ dầu lylanh nhiên liệu bắt đầu ép áp lực dầu ép tang lên mạnh áp lực lò xo ,van mở đưa nhiên liệu tới kim phun vào xylanh động - piston tiếp tục lên ép nhiên liệu đến lằn vạt xéo piston mở lỗ dầu , dầu tràn xylanh phun chấm dứt , piston tiếp tục lên hết khoản chạy -Muốn thay thây đổi tốc độ động ta điều khiển xoay piston đễ thay đổi thời gian phun.thời gian phàn lâu lượng nhiên liệu nhiều động chạy càn nhanh thời gian phun dầu càn động chạy chậm ta xoay piston để rãnh đứng lỗ dầu cung cấp nhiên liệu piston lên xuống , nhiên liệu không ép , không phun động ngừng hoạt động (vị trí gọi cúp dầu) Hình 04: Cấu tạo bơm cao áp vạn - Con lăn - Chốt lăn Thân lăn - Thân bơm Lò xo bơm – Piston - Thanh - Chốt cố định thân lăn - Móng cài 10 - Chén chặn lò xo 11 - Ống 12 - Xy lanh bơm 13 - Vỏ van 14 - Ruột van 15 - ‘O’ring để nối ống 16 - Lò xo van 17 - Đế nối ống - Bơm cao áp vạn bao gồm chi tiết sau: xylanh - piston bơm, van cao áp - đế van, thân bơm, đệm đẩy - lăn, chốt lăn, lò xo piston bơm cao áp, lò xo van cao áp, răng, đệm, chén chặn lò xo, móng cài, đế nối ống đầu ra, chốt định vị lăn - Tính vạn bơm cao áp Tính vạn bơm cao áp thể khả sử dụng loại bơm vào động khác kích thước lượng nhiên liệu cực đại cung cấp cho chu trình, bơm phải thỏa mãn yêu cầu sau: Trên thân bơm lắp piston theo phương án khác đường kính chung hành trình piston.Yêu cầu đảm bảo cho bơm cao áp vạn không cần thay đổi cam nhiên liệu mà sử dụng động khác thể tích công tác xy lanh - Cấu tạo thân bơm để điều tốc lắp ráp đầu bơm Cần phải thống kích thước phận bắt chặt bơm vào động cơ, liên kết với điều tốc động B- KIM PHUN I - Phân loại vòi phun Tiêu chí phân loại Đặc điểm cách ly với buồn đốt Đặc điểm cấu tạo đầu phun Phương pháp tạo lực ép ban đầu lên kim phun Theo phương pháp điều khiển 2 2 Phân loại Vòi phun hở Vòi phun kín Vòi phùn kiểu chốt Vòi phun kiểu lổ Vòi phun kiểu van Ép phun lò xo Ép phun thuỷ lực Vòi phun điều khiển khí Vòi phun điều khiển điện tử Bảng :Phân loại tổng quát vòi phun nhiên liệuTiêu chí phân II - Nguyên lý làm việc Nhiên liệu bơm cao áp bơm tới, qua thân kim, theo ống dẫn xuống khoang chứa cao áp Áp suất nhiên liệu thắng sức ép lò xo nâng kim lên., lúc nhiên liệu đượcphun vào buồng đốt qua lỗ phun dầu Khi bơm cao áp kết thúc bơm, áp suất mạch giảm ngay,lò đẩy kim phun xuống đóng kín lỗ phun dầu, lúc kết thúc phun Trong trình phun, dầu len qua khe hở kim phun đầu vòi phun để bôi trơn làm mát Số nhiên liệu sau theo ống dẫn hồi dầu lại thùng chứa Áp suất phun điều chỉnh cách xoay vít điều chỉnh thân kim Xoay vào căng thêm lò xo, áp suất phun dầu tăng.Xoay vít chỉnh có tác dụng ngược lại 1- Vòi phun kínVòi a- phun kín chia thành: vòi phun kín tiêu chuẩn, vòi phun kín có chốt mũi kim vòi phun kín dùng van Hiện nay, hầu hết động diesel dùng vòi phun kín.Vòi phun kín tiêu chuẩn hình 05 gồm hai chi tiết xác thân vòi phun 17 vòi phun 3, khe hở phần dẫnhướng hai chi tiết khoảng 2÷3µm Mặt côn tựa Kim phun tỳ lên đế van thân vòi phun đóng kín đường thông tới lỗ phun Các lỗ phun có đường kính 0,34mm phân bố quanh chu vi đầu vòi phun Đường tâm lỗ phun đường tâm đầu vòi phun tạo thành góc750 Êcu tròng dùngđể bắt chặt đầu vòi phun lên thân Hình 05 : Vòi phun kín lỗ phun Êcutròng mặt côn tựa van kim 19 kim phun 16.đường dẫn nhiên liệu đĩa lòxo lò xo cốc đũa đẩy 10 vít điều chỉnh 11 Bulông 12 bỗ nối với đường dẫn nhiên liệu 15 thân vòi phun 17.thân kim phun 13 chụp 14 lọc lưới b- Nguyên lý làm việc: Nhiên liệu cao áp bơm cao áp đưa qua lưới lọc 14, qua đường 16 thân vòi phun tới không gian bên mặt côn tựa kim phun Lực áp suất nhiên liệu cao áp tạo tác dụng lên diện tích hình vành khăn kim phun chống lại lực ép lòxo Khi lực áp suất nhiên liệu lớn lực ép lò xo kim phun bị đẩy bật lên mở đường thông cho nhiên liệu tới lỗ phun.Áp suất nhiên liệu làm cho kim phun bắt đầu bật mở gọi áp suất bắt đầu phun nhiên liệu pφ.Đối với vòi phun kín tiêu chuẩn pφ= 15÷ 25MN/m2 Trong trình phun, áp suất nhiên liệu thể tới 50 ÷ 80MN/m2, vài trường hợpcòn thể cao nữa.Muốn giảm bớt nhiên liệu rỉ qua khe hở phần dẫn hướng kim phun, vòi phun còn rãnh hình vành khăn Hành trình nâng vòi phun xácđịnh khe hở mặt kim với mặt phẳng thân vòi phun Khe hở thường vào khoảng 0,3 ÷ 0,5mm Hư hỏng ... tịnh tiến quay Điều khiển lượng phun : Cơ cấu điều ga điều khiển lượng phun công suất động Cơ cấu điều ga điện từ có chức kiểm soát tốc độ tối đa động để ngăn động chạy tốc độ giữ ổn định tốc độ... với tốc độ động Van TCV thực chức B - Bơm cấp van điều chỉnh Bơm cấp nhiên liệu Bơm cấp nhiên liệu kiểu cánh gạt bao gồm cánh gạt roto Trục dẫn động quay roto nhờ có lực ly tâm mà cánh gạt ép... cấu điều ga điện từ để thay đổi vị trí ( hay tốc độ động cơ) a- Cấu tạo cấu điều ga điện từ Hình 01 : Cơ cấu điều ga bơm PE điện Trục cam Cơ cấu điều ga điện từ Lò xo hồi vị tử ECU Cảm biến tốc