Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.41 TDCi lắp trên xe Ford Transit

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay trong xu thế hội nhập và mở cửa của nền kinh tế Việt Nam với nền kinh tế của các nước trên thế giới, ngành công nghiệp sản xuất ôtô cũng đang đứng trước nhiều cơ hội cũng như những thách thức mới. Đó là những cơ hội cải tiến và phát triển công nghệ cho ngang tầm với các nước trên thế giới nhưng cũng có nhiều thử thách đặt ra đó là khả năng nắm bắt và tiếp thu công nghệ mới, cải tiến công nghệ cũ lạc hậu. Hiện nay công nghệ ôtô phát triển dựa trên những tiêu chí: tăng công suất, tốc độ, giảm suất tiêu hao nhiên liệu, điện tử hoá quá trình điều khiển và hạn chế mức thấp nhất thành phần ô nhiễm trong khí xả động cơ nhằm tạo ra 1 nền công nghiệp ôtô phát triển và thân thiện với môi trường. Với sự phát triển mạnh mẽ của tin học hóa, tự động hóa trong ngành sản xuất và các sản phẩm ô tô. Nhờ sự giúp đỡ của máy tính để cải thiện quá trình làm việc của động cơ và ôtô nhằm đạt hiệu quả cao và chống ô nhiễm môi trường, tối ưu hoá quá trình điều khiển dẫn đến kết cấu của động cơ và ô tô thay đổi rất phức tạp, làm cho người sử dụng và cán bộ công nhân kỹ thuật ngành ô tô ở nước ta còn nhiều lúng túng và sai sót, khó khăn trong việc nắm bắt công nghệ mới này nên cần có những nghiên cứu cụ thể về hệ thống điện tử trên động cơ ô tô. Là một sinh viên của ngành động lực sắp ra trường, em chọn đề tài: "Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l" làm đề tài tốt nghiệp. Em rất mong với đề tài này em sẽ củng cố tốt hơn kiến thức của mình để khi ra trường em có thể đóng góp 1 phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô của nước nhà. Cuối cùng em xin được gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo hướng dẫn Trần Văn Nam đã chỉ bảo em tận tình, giúp em vượt qua những khó khăn vướng mắc trong khi hoàn thành đồ án của mình. Bên cạnh đó em cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa cơ khí giao thông đã tạo mọi điều kiện để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này. Sinh viên thực hiện LÊ QUANG CƯỜNG MỤC LỤC Lời nói đầu Mục lục 1. Lịch sử vấn đề và mục đích ý nghĩa đề tài 1 2. Các phương án thiết kế hệ thống nhiên liệu động cơ Duratorq 2.4l 2 2.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và đặc điểm chung của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel. 2 2.1.1 Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel có những nhiệm vụ sau 2 2.1.2 Yêu cầu của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel 3 2.1.3. Đặc điểm hình hành hoà khí trong động cơ diesel 3 2.1.3.1. Đặc điểm 3 2.1.3.2. Những đặc trưng của động cơ diesel 3 2.2. Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp Bosch 4 2.2.1. Sơ đồ của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel. 4 2.2.2 Cấu tạo của bơm cao áp. 5 2.2.2.1. Cấu tạo bơm cao áp thẳng hàng 5 2. 2.2.2. Cấu tạo bơm cao áp phân phối 6 2.2.3.Các dạng cấu tạo vòi phun trong hệ thống nhiên liệu động cơ diesel 8 2.2.4. Bơm chuyển nhiên liệu 9 2.2.4.1 Loại bơm bánh răng 9 2.2.4.2. Loại bơm piston 10 2.2.5. Lọc nhiên liệu 11 2.2.5.1 Lọc nhiên liệu thô 11 2.2.5.2 Lọc nhiên liệu tinh 12 2.2.6 Nhược điểm của hệ thống nhiên liệu Diesel sử dụng bơm Bosch 13 2.2.6.1 Đặc tính tốc độ của bơm cao áp 13 2.2.6.2 Đặc tính phun của hệ thống phun nhiên liệu kiểu cũ 14 2.3. Hệ thống nhiên liệu CommonRail Diesel 15 2.3.1.Nguyên lý hoạt động 16 2.3.2 Các chức năng của hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel 19 3. Các thông số của động cơ Duratorq 2.4l 22 4. Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu động cơ Duratorq 2.4l 23 4.1 Tính toán hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l 23 4.1.1. Tính toán nhiệt 23 4.1.1.1. Thông số động cơ. 23 4.1.1.2. Các thông số chọn ban đầu 24 4.1.1.3. Thông số tính toán. 24 4.1.1.4. Những thông số chỉ thị .29 4.1.1.5. Các chỉ tiêu có ích 30 4.1.1.6. Kiểm nghiệm kích thước xy lanh 31 4.1.2 . Vẽ đồ thị công 31 4.1.2.1. Xác định các điểm trên đường nén với chỉ số đa biến n1 32 4.1.2.2. Xây đựng đường cong áp suất trên đường giãn nở. 32 4.2. Xác định các thông số cơ bản của bơm cao áp 34 4.2.1. Thể tích nhiên liệu cung cấp cho một chu trình 34 4.2.2. Đường kính piston bơm cao áp 35 4.3. Xác định các thông số cơ bản của vòi phun 36 4.3.1. Tốc độ phun nhiên liệu lớn nhất trong một chu trình 36 4.3.2. Tổng số tiết diện lưu thông của lỗ phun .36 4.3.3. Tiết diện lưu thông của một lỗ phun 37 4.3.4. Đường kính lổ phun tính toán 37 5. Thiết kế hệ thống nhiên liệu động cơ Duratorq 2.4l 38 5.1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống 38 5.1.1. Những đặc tính của hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l 39 5.1.2 Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu động cơ Duratorq 2.4l 40 5.1.3. Đặc tính của hệ thống nhiên liệu Common Rail động cơ Duratorq 2.4l 40 5.1.4. Ưu điểm của hệ thống nhiên liệu này 41 5.1.5. Đặc tính phun của hệ thống Common Rail 41 5.2. Đặc điểm kết cấu và nguyên lý hoạt động của các cụm chi tiết 43 5.2.1. Thùng nhiên liệu 43 5.2.2. Lọc nhiên liệu 43 5.2.3. Bơm chuyển nhiên liệu 44 5.2.4. Bơm cao áp 45 5.2.4.1. Bơm piston. 47 5.2.4.2. Van điều chỉnh áp suất 47 5.2.5. Ống phân phối 48 5.2.6. Kim phun 50 5.2.7. Đường ống dẫn nhiên liệu áp suất cao 52 5.2.8. Van giới hạn áp suất 53 5.3. Thiết kế các hệ thống cảm biến và điều khiển hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel động cơ Duratorq 2.4l 53 5.3.1. Cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP) 53 5.3.2. Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT) .55 5.3.3. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT) .56 5.3.4. Cảm biến vị trí bàn đạp ga .57 5.3.5. Cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP) .59 5.3.6. Cảm biến vị trí trục cam (CMP) 61 5.3.7. Cảm biến áp suất nhiên liệu 62 5.4. Thiết kế hệ thống điều khiển điện tử 63 5.4.1. Thiết kế hệ thống xử lý thông tin điều khiển hệ thống nhiên liệu của động cơ 63 5.4.1.1. Giới thiệu sơ đồ tổng quan chức năng điều khiển điện tử 63 5.4.1.2. Hệ thống xử lý 65 5.4.1.3. Hệ thống chấp hành 65 5.4.1.4. Bộ xử lí điều khiển góc phun sớm 65 5.4.1.5. Bộ xử lý 66 5.4.1.6. Bộ xử lý tín hiệu vào 66 5.4.1.7. Bộ vi xử lý 67 5.4.1.8. Bộ kiểm tra hệ thống 68 5.4.1.9. Bộ nhớ đầu ra 68 5.4.1.10. Các chức năng của đầu ra 69 6. Chuẩn đoán hư hỏng và sửa chữa hệ thống nhiên liệu 69 6.1. Khói đen 69 6.2. Khói trắng 71 6.3. Bơm cao áp bị hỏng 71 6.4. Bộ lọc bị tắc, hoặc có nước trong nhiên liệu 72 6.5. Nhiên liệu rò ra lỗ vòi phun 72 6.6. Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel 72 6.6.1. Bảo dưỡng kỹ thuật cấp một 72 6.6.2. Bảo dưỡng kỹ thuật cấp hai 72 6.6.3. Bảo dưỡng kỹ thuật theo mùa 73 6.6.4. Các hư hỏng đối với hệ thống điện tử 73 7. Kết luận 74 Tài liệu tham khảo 1. Lịch sử vấn đề và mục đích ý nghĩa đề tài Khí thải động cơ Diesel là một trong những thủ phạm gây nên ô nhiễm môi trường. Động cơ diesel hiệu quả kinh tế hơn động cơ xăng, tuy nhiên nó vẫn còn những hạn chế trong quá trình sử dụng như: Thải khói đen khá lớn khi tăng tốc, tiêu hao nhiên liệu còn cao và tiếng ồn lớn, vận hành không êm dịu… Động cơ Diesel phát triển vào năm 1897 nhờ Rudolf Diesel hoạt động theo nguyên lý tự cháy. Ở gần cuối quá trình nén, nhiên liệu được phun vào buồng cháy động cơ để hình thành hòa khí rồi tự bốc cháy. Đến năm 1927 Robert Bosch phát triển Bơm cao áp (Bơm phun Bosch lắp cho động cơ diesel ôtô thương mại và ôtô khách vào năm 1936) Hệ thống nhiên liệu Diesel không ngừng được cải tiến, với các giải pháp kỹ thuật tối ưu làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm và suất tiêu hao nhiên liệu. Các nhà sản xuất động cơ Diesel đã đề ra nhiều biện pháp khác nhau về kỹ thuật phun và tổ chức quá trình cháy nhằm giới hạn các chất ô nhiễm. Tập trung vào giải quyết các vấn đề: - Tăng tốc độ phun để làm giảm độ bồ hóng do tăng tốc hòa trộn nhiên liệu-không khí. - Tăng áp suất phun, đặc biệt là đối với động cơ phun trực tiếp. - Điều chỉnh dạng quy luật phun theo khuynh hướng kết thúc nhanh quá trình phun để làm giảm HC. - Biện pháp hồi lưu một bộ phận khí xả (ERG: Exhaust Gas Recirculation ) Hiện nay, các nhược điểm của hệ thống nhiên liệu Diesel đã được khắc phục bằng cải tiến các bộ phận như: Bơm cao áp, vòi phun, ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao, các ứng dụng điều khiển tự động nhờ sự phát triển của công nghệ (năm 1986 Bosch đưa vào thị trường việc điều khiển điện tử cho động cơ diesel ). Đó là hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel. Hệ thống Common Rail Diesel ra đời góp phần cải thiện nhiều cho tính năng động cơ và tính kinh tế nhiên liệu mà lâu nay người sử dụng cũng như các nhà bảo vệ môi trường mong đợi. Nó tạo nên hướng nghiên cứu mới cho các ngành cơ khí động lực, giao thông,… trong nước. Hiện nay, hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel được trang bị trên các dòng xe như Transit, Sprinter,…Những dòng xe này đang được sản xuất và sử dụng rất thông dụng tại Việt Nam và đang mang lại những hiệu quả tích cực cả về tính kinh tế và khả năng bảo vệ môi trường. Vì những lý do trên em chọn đề tài "Tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel động cơ Duratorq 2.4l" để làm đề tài tốt nghiệp. 2. Các phương án thiết kế hệ thống nhiên liệu động cơ Duratorq 2.4l 2.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và đặc điểm chung của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel 2.1.1 Nhiệm vụ của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel 1. Chứa nhiên liệu dự trữ, đảm bảo cho động cơ hoạt động liên tục trong một khoảng thời gian quy định. 2. Lọc sạch nước và các tạp chất cơ học có lẫn trong nhiên liệu. 3. Cung cấp lượng nhiên liệu cần thiết cho mỗi chu trình ứng với chế độ làm việc quy định của động cơ. 4. Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xy lanh theo trình tự làm việc quy định của động cơ. 5. Cung cấp nhiên liệu vào xy lanh động cơ đúng thời điểm theo một quy luật đã định. 6. Phun tơi và phân bố đều nhiên liệu vào thể tích môi chất trong buồng cháy, bằng cách phối hợp chặt chẽ hình dạng kích thước và phương hướng của các tia nhiên liệu với hình dạng buồng cháy và cường độ vận động của môi chất trong buồng cháy. Diễn biến chu trình công tác của động cơ diesel chủ yếu phụ thuộc vào tình hình hoạt động của thiết bị cung cấp nhiên liệu. Tốc độ toả nhiệt của nhiên liệu và dạng đường cong của áp suất môi chất công tác trong quá trình cháy biến thiên theo góc quay trục khuỷu chủ yếu phụ thuộc vào những yếu tố sau: - Thời điểm bắt đầu phun nhiên liệu (tức là góc phun sớm). - Biến thiên của tốc độ phun (tức là quy luật cấp nhiên liệu ). - Chất lượng phun (thể hiện bằng mức phun nhỏ và đều). - Sự hoà trộn giữa nhiên liệu với khí nạp trong buồng cháy. Thời gian cung cấp nhiên liệu kéo dài 20(45 độ góc quay trục khuỷu (tức là khoảng 0,0033(0,0075 [s]). Trong khoảng thời gian đó áp suất nhiên liệu từ 0,15(0,2 [MN/m2]. Trong đường dẫn nhiên liệu tới vòi phun, trong vòi phun áp suất tăng lên tới mấy chục [MN/m2]. Áp suất phun nhiên liệu cao như vậy là nhằm đảm bảo yêu cầu phun nhỏ và đều, đồng thời nhằm đảm bảo cấp nhiên liệu vào xy lanh động cơ với một tốc độ cần thiết. Áp suất phun nhiên liệu nhỏ nhất cần đảm bảo yêu cầu phun nhỏ và đều của nhiên liệu, nó phụ thuộc vào cấu tạo vòi phun và cường độ vận động xoáy lốc của môi chất trong buồng cháy khi phun nhiên liệu. Trên thực tế thường không nhỏ hơn 10[MN/m2] áp suất phun nhiên liệu lớn nhất thường không vượt quá 40(50 [MN/m2], vì lớn hơn nữa sẽ gây ra những khó khăn không cần thiết về mặt công nghệ chế tạo, ảnh hưởng xấu tới tuổi thọ của bơm cao áp và vòi phun, mặc dầu về mặt chất lượng phun có được cải thiện chút ít. 2.1.2 Yêu cầu cơ bản của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel - Bền và có độ tin cậy cao. - Dễ chế tạo, giá thành chế tạo rẻ. - Dễ dàng và thuận tiện trong việc bảo dưỡng và sửa chữa. 2.1.3. Đặc điểm hình hành hoà khí trong động cơ diesel 2.1.3.1. Đặc điểm Có hai đặc điểm sau: - Hoà khí được hình thành bên trong xylanh động cơ với thời gian rất ngắn; tính theo góc quay trục khuỷu, chỉ bằng 1/10 đến 1/20 so với trường hợp của máy xăng; ngoài ra nhiên liệu diesel lại khó bay hơi hơn xăng nên phải được phun thật tơi và hoà trộn đều trong không gian buồng cháy. Vì vậy phải tạo điều kiện để nhiên liệu được sấy nóng, bay hơi nhanh và hoà trộn đều với không khí trong buồng cháy nhằm tạo ra hoà khí, mặt khác phải đảm bảo cho nhiệt độ không khí trong buồng cháy tại thời gian phun nhiên liệu đủ lớn để hoà khí có thể tự bốc cháy. - Quá trình hình thành hoà khí và quá trình bốc cháy nhiên liệu của động cơ diesel chồng chéo lên nhau. Sau khi phun nhiên liệu, trong buồng cháy diễn ra một loạt thay đổi lý hoá của nhiên liệu, sau đó phần nhiên liệu phun vào trước đã tạo ra hoà khí, tự bốc cháy, trong khi nhiên liệu vẫn được phun tiếp, cung cấp cho xylanh của động cơ. Như vậy sau khi đã cháy một phần, hoà khí vẫn tiếp tục được hình thành, và thành phần hoà khí thay đổi liên tục trong không gian của quá trình. 2.1.3.2. Những đặc trưng của động cơ diesel Do thời gian hình thành hoà khí bên trong ngắn, làm cho chất lượng hoà trộn rất khó đạt tới mức độ đồng đều, vì vậy động cơ có những đặc trưng sau: - Trong quá trình nén, bên trong xylanh chỉ là không khí, do đó có thể tăng tỷ số nén ε , qua đó làm tăng hiệu suất động cơ, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi làm tăng nhiệt độ môi chất giúp hoà khí dễ tự bốc cháy. - Đường nạp chỉ có không khí nén nên không cần để ý đến vấn đề sấy nóng, bay hơi của nhiên liệu trên đường nạp như máy xăng. Có thể dùng đường nạp có kích thước lớn ít gây cản và không cần sấy nóng với cấu tạo đơn giản. - Có thể dùng hoà khí rất nhạt trong buồng cháy (do tính hoà trộn không đều của hoà khí) nên có thể sử dụng cách điều chỉnh chất (tức chỉ điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình mà không điều chỉnh lượng không khí) khi cần thay đổi tải của động cơ. - Động cơ diezen có một mặt bất lợi (do tính chất hoà trộn không đều tạo ra ) là bị hạn chế khả năng giảm α ( tức là không thể sử dụng hết không khí thừa trong buồng cháy để đốt thêm nhiên liệu ) và khả năng nâng cao tốc độ động cơ ( do tốc độ cháy của hoà khí không đều chậm hơn ). Những hạn chế trên đã làm cho công suất lít (công suất đơn vị) của động cơ diesel nhỏ hơn so với động cơ xăng. 2.2. Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp Bosch 2.2.1. Sơ đồ của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel. 1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ diesel.
Hình 2-1 Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel. 1- Thùng chứa; 2,5,- Ống nhiên liệu thấp áp; 3- Lọc thô; 4- Bơm chuyển; 6- Lọc tinh; 7,12,13- Ống nhiên liệu hồi; 9- Bơm cao áp; 10- Ống nhiên liệu cao áp; 11. Vòi phun. Trên hình 2-1 giới thiệu sơ đồ hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel. Bơm chuyển nhiên liệu 4 hút nhiên liệu từ thùng chứa 1 qua bình lọc thô 3 để cung cấp nhiên liệu qua bầu lọc tinh 6 tới bơm cao áp 9. Ở đây, bơm cao áp tiếp tục đưa nhiên liệu lên vòi phun, với áp suất cao để phun vào buồng cháy hỗn hợp với không khí từ bên ngoài qua bình lọc, ống nạp, tạo thành hoà khí và tự cháy, do không khí nén có nhiệt độ cao. Hoà khí cháy giãn nở tác dụng vào piston, qua thanh truyền, làm quay. trục khuỷu sinh công. Khí cháy sau khi đã làm việc, được đi ra khỏi xy lanh bằng ống xả và ống tiêu âm như hệ thống nhiên liệu của động cơ xăng. Nhiên liệu rò qua khe hở thân kim phun của vòi phun và các tổ bơm theo ống nhiên liệu hồi 7, 12, 13 trở về thùng chứa. 2.2.2 Cấu tạo của bơm cao áp. 2.2.2.1. Cấu tạo bơm cao áp thẳng hàng.
Hình 2-2 Bơm cao áp thẳng hàng. 1- Bulông xả khí; 2- Vít hãm; 3- Đầu nối ống nhiên liệu đến vòi phun; 4- Đầu nối ống nhiên liệu vào bơm; 5- Vỏ bộ hạn chế nhiên liệu; 6- Khớp nối của trục cam; 7- Đĩa chắn dầu; 8- Trục bơm; 9- Ổ bi; 10- Vỏ bộ điều tốc; 11- Lò xo van cao áp; 12- Van cao áp; 13- Xilanh bơm cao áp; 14- Lỗ xả; 15- Piston bơm cao áp; 16- Vít; 17- Ống xoay; 18- Đĩa trên; 19- Lò xo bơm cao áp; 20- Đĩa dưới; 21- Bulông điều chỉnh; 22- Con đội; 23- Con lăn; 24: Cam. Nguyên lý hoạt động: Piston đi xuống nhờ lực đẩy lò xo 19, van cao áp 12 đóng kín, nhờ độ chân không được tạo ra trong không gian phía trên piston, khi mở các lỗ A, B nhiên liệu được nạp đầy vào không gian này cho tới khi piston nằm ở vị trí thấp nhất. Piston đi lên nhờ cam 24, lúc đầu nhiên liệu bị đẩy qua các lỗ A, B ra ngoài; khi đỉnh piston che kín hai lỗ A, B thì nhiên liệu ở không gian ở phía trên piston 15 tăng áp suất, đẩy mở van cao áp 12, nhiên liệu đi vào đường cao áp tới vòi phun. Quá trình cấp nhiên liệu được tiếp diễn tới khi rãnh nghiêng trên đầu piston mở lỗ xả B thời điểm kết thúc cấp nhiên liệu, từ lúc ấy nhiên liệu từ không gian phía trên piston qua rãnh dọc thoát qua lỗ B ra ngoài khiến áp suất trong xilanh giảm đột ngột, van cao áp được đóng lại. Hình 2-2 giới thiệu kết cấu của bơm cao áp thẳng hàng. 2.2.2.2. Cấu tạo bơm cao áp phân phối. Hình 2-3 giới thiệu kết cấu bơm cao áp phân phối
Hình 2-3 Bơm cao áp phân phối 1- Bạc xả; 2- Thiết bị điều chỉnh thời gian phun; 3- Vành cam; 4- Con lăn; 5- Đĩa truyền động; 6- Trục vào; 7- Bánh răng bơm chuyển; 8- Trục bộ điều tốc; 9- Bánh răng bộ điều tốc; 10- Quả văn ; 11- Đòn điều chỉnh; 12- Lò xo điều tốc; 13- Màng chân không; 14- Ống nối đường nạp; 15- Lò xo màng điều chỉnh chân không; 16- Đường ống hồi dầu; 17- Vít điều chỉnh; 18- Đòn áp lực; 19- Van điện từ ; 20- Piston; 21- Van cao áp; 22- Đầu nối với vòi phun Nguyên lý hoạt động: Dẫn động xoay piston 20 được trục bơm 6 dẫn động, còn dẫn động định tiến do vành cam 3 trên trục bơm 6 dẫn động. Trên sườn piston có các lỗ thoát B, khi piston xoay lỗ thoát này sẽ lần lượt ăn thông với các lỗ khoan chéo A trên đầu bơm. Trong hành trình công tác nhiên liệu nén và phân phối lần lượt qua các lỗ khoan chéo A, khi đó áp suất nhiên liệu nén đi qua van cao áp 21 rồi đi đến vòi phun nhiên liệu của xylanh tương ứng. Trên bơm còn có bơm chuyển nhiên liệu kiểu phiến gạt được nâng lên một áp suất ổn định, quả văng 10 thông qua quan hệ tay đòn, quả văng tác động vào bạc xả 1 qua đó làm thay đổi thời điểm mở lỗ xả và thực hiện việc điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp theo chế độ làm việc của động cơ. Loại bơm này có kết cấu đơn giản hơn so với bơm cao áp thẳng hàng cho nên được sử dụng rộng rải hơn, nhưng loại bơm cao áp sử dụng trong hệ thống nhiên liệu Common Rail kết cấu đơn giản hơn ta khảo sát sau. 2.2.3.Các dạng cấu tạo vòi phun trong hệ thống nhiên liệu động cơ diesel
Hình 2-4 Cấu tạo vòi phun. a) Vòi phun hở; b) Vòi phun kín tiêu chuẩn; c) Vòi phun kín loại van lỗ phun; d) Có chốt trên đầu kim; e) Phần đầu của vòi phun có chốt trên kim; 1- Thân; 2, 7- Ê cu tròng; 3- Miệng phun; 4- Lỗ phun; 5- Đế kim; 6, 22- Kim; 8- Chốt; 9- Đũa đẩy; 10- Đĩa lò xo; 11- Lò xo; 12- Cốc. Vòi phun thường được lắp trên nắp hoặc trên sườn (trường hợp động cơ piston đối đỉnh) xi lanh động cơ. Công dụng chính của vòi phun là phun tơi và phân bố đều nhiên liệu vào thể tích buồng cháy của động cơ. Trên động cơ Diesel sử dụng hai loại vòi phun là: Vòi phun hở và vòi phun kín. Vòi phun kín tức là loại vòi phun có van ngăn cách không gian trong vòi phun với không gian trong buồng cháy động cơ. Vòi phun kín được chia làm 4 loại: + Vòi phun kín tiêu chuẩn. + Vòi phun kín loại van. + Vòi phun kín có chốt trên kim phun. + Vòi phun kín loại van lỗ phun. Vòi phun hở: Là loại vòi phun không có van ngăn cách không gian trong vòi phun với không gian trong buồng cháy động cơ do đó có các nhược điểm sau: - Trong khoảng thời gian giữa các lần phun, một phần nhiên liệu trong vòi phun bị chèn ép nhỏ giọt vào xy lanh, đồng thời khí thể trong xy lanh cũng đi vào chiếm đầy không gian bị chèn ép đó. - Thời gian đầu và thời gian cuối của quá trình phun, chất lượng phun rất kém vì lúc ấy áp suất nhiên liệu trong vòi phun rất thấp. - Sau mỗi lần phun vẫn còn nhiên liệu tiếp tục nhỏ giọt qua lỗ phun gây kết cốc đầu vòi phun. - Do không có van ngăn khí thể từ xy lanh vào đường nhiên liệu cao áp nên nhiều khi phần khí thể ấy sẽ gây trở ngại cho quá trình cấp nhiên liệu vào xy lanh động cơ. Khắc phục được nhược điểm trên, nên vòi phun kín làm cho chất lượng phun nhiên liệu tốt, tăng chỉ tiêu công suất và hiệu suất của động cơ đồng thời làm giảm hiện tượng kết muội than trên vòi phun và xy lanh động