Đề tài Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel

Ñeà Taøi HEÄ THOÁNG NHIEÂN LIEÄUBM ĐỘNG CƠ - KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Thực hiện : QUẢNG -NĂNG1CHƯƠNG I : HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL I . SƠ ĐỒ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU: 1. Thùng chứa 2. Lọc sơ cấp 4. Lọc thứ cấp 5. Bơm cao áp 6. Ống cao áp 7. Kim Phun 8. Ống dầu về 9. Van điều áp Hình 1 -1 : Hệ thống nhiên liệu trên động cơ diezel 446798125103Mục lục2 Hệ thống nhiên liệu được diễn tả ở hình vẽ gồm 3 mạch nhiên liệu chính là: 1. Mạch hạ áp: Là mạch dầu từ thùng chứa nhiên liệu được đưa đến bơm cao áp mạch hạ áp gồm các chi tiết sau: - Thùng chứa nhiên liệu (1), lọc sơ cấp hay lọc thô (2), lọc thứ cấp hay lọc tinh(4) - Bơm tiếp vận nhiên liệu - Và các đường ống dẫn nhiên liệu áp lực thấp - Mạch hạ áp phải đảm bảo cung cấp một lượng nhiên liệu (v) và áp suất (p) nhất định ứng với từng chế độ làm việc của động cơ. 2. Mạch cao áp: Là mạch dầu từ bơm cao áp đến kim phun, mạch cao áp gồm các chi tiết sau: - Bơm cao áp hay heo dầu (5) - Kim phun nhiên liệu hay béc dầu (7) - Và các ống dẫn nhiên liệu áp lực cao (6) - Mạch cao áp phải đảm bảo cung cấp nhiên liệu có áp lực cao và phun đúng thời điểm công tác của động cơ. 3. Mạch dầu về : Là mạch dầu từ bơm cao áp và kim phun trở về thùng chứa. Khi kim phun nhiên liệu vào buồng đốt, sẽ có một lượng nhiên liệu rò rỉ theo khe hở giữa van kim và đót kim đi lên buồng lò xo và trở về thùng chứa. Nếu áp lực nhiên liệu phía sau bơm tiếp vận lớn hơn áp lực của van điều áp, nhiên liệu từ mạch dầu hạ áp tràn qua van điều áp để trở về thùng chứa. Mạch trở về gồm các chi tiết sau : - Van điều áp để giới hạn nhiên liệu tiếp vận (9) - Và các đường ống nhiên liệu dư trở về (8)Mục lục3II. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU : 1. Thùng chứa 5. Bơm cao áp 9 . Bơm tay 2. Lọc sơ cấp 6. Ống cao áp 10. Lưới lọc 3. Bơm tiếp vận 7 . Ống dầu về 11. Bộ điều tốc 4. Lọc thứ cấp 8. Van an toàn 12. Ốc xả gióHình 1 -2 : Hệ thống nhiên liệu van an toàn lắp ở lọc thứ cấp471101196812523 Mục lục4 - Khi động cơ hoạt động bơm tiếp vận hút nhiên liệu từ thùng chứa qua lọc thô và lọc tinh nhiên liệu được lọc sạch những tạp chất và nước sau đó được đưa đến bơm cao áp. Van an toàn có nhiệm vụ giới hạn áp lực vào bơm cao áp, van này có nhiệm vụ giới hạn áp lực nhiên liệu vào bơm cao áp. Nếu áp lực quá lớn thì van này mở ra và nhiên liệu tràn qua van trở về thùng chứa. Nhiên liệu sau khi qua lọc tinh đến bơm cao áp, được nén lên áp lực cao nhờ xy lanh và piston của bơm nhiên liệu. - Sau đó nhiên liệu được đưa đến các mạch dầu cao áp và đến kim phun phù hợp với thứ tự công tác của động cơ. Nhiên liệu được phun vào xy lanh của động cơ đúng thời điểm. Một số nhiên liệu xuyên qua khe hở của van kim và đót kim và theo mạch dầu trở về thùng chứa. - Trong tất cả các hệ thống nhiên liệu, tuyệt đối không được lộn không khí vào trong nhiêu liệu vì bọt khí sẽ làm áp lực dầu không tăng cao được. Vì thế trên các hệ thống nhiên liệu bố trí một bơm tay và một vít xả gió. Để xả gió cho động cơ khi cần thiết. III. NHIỆM VỤ VÀ YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU: - Lượng nhiên liệu cung cấp phải đúng theo yêu cầu cần thiết của mỗi chu trình và có thể điều chỉnh theo phụ tải bên ngoài. - Lượng nhiên liệu phun vào các xy lanh của động cơ phải như nhau. - Nhiên liệu cung cấp phải đúng thời điểm không sớm quá hay muộn quá. Nếu phun sớm thì lúc đó áp suất khí nén còn thấp và nhiệt độ chưa cao nên nhiên liệu bắt lửa chậm một phần nhiên liệu sẽ bám vào thành xi lanh hoặc đỉnh piston gây lãng phí nhiên liệu, đồng thời khi động cơ hoạt động áp lực khí cháy sẽ tăng nhanh khi piston chưa lên đến tử điểm thượng nên công suất của động cơ sẽ bị giảm và dễ gây hư hỏng. Ngược lại nếu phun quá trễ thì nhiên liệu cháy không hết gây lãng phí nhiên liệu, ô nhiễm và làm giảm công suất động cơ. - Lúc bắt đầu phun và kết thúc phun nhiên liệu phải được phun dứt khoát để tránh hiện tượng nhiên liệu nhỏ giọt. - Phun hết lượng nhiên liệu quy định trong thời gian phun. - Nhiên liệu phải được phun sương và phân tán đều trong thể tích buồng cháy, gây nên sự hòa trộn triệt để giữa thanh khí và nhiên liệu. Nhờ thế nhiên liệu được bốc cháy một cách dễ dàng và trọn vẹn. Mục lục5 - Thùng chứa nhiên liệu phải đảm đảo cho động hoạt động liên tục trong suốt thời gian quy định . - Các lọc nhiên liệu phải lọc sạch nước và các tạp chất cơ học có lẫn trong nhiên liệu. - Các chi tiết chắc chắn và có độ chính xác cao, dễ chế tạo, tiện lợi cho việc bảo dưỡng và sửa chữa.IV. CẤU TẠO CÁC CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU: 1.Thùng chứa nhiên liệu : - Thùng chứa nhiên liệu phải đảm bảo chứa đủ nhiên liệu cho động cơ hoạt động trong một khoảng thời gian nhất định , dung tích thùng chứa lớn hay nhỏ tùy thuộc vào thời gian làm việc và cỡ máy lớn hay nhỏ. Thùng nhiên liệu được dập bằng thép tấm, đối với những thùng nhiên liệu lớn bên trong thường có vách ngăn để giảm dao động của nhiên liệu khi động cơ làm việc. Phía trên thùng có một nắp để châm nhiên liệu và có một lỗ thông hơi. - Ở đáy thùng thường có một bulông hay một van để xả nước hay tạp chất có lẫn trong nhiên liệu, bulông này được lắp đặt nơi thấp nhất của thùng nhiên liệu. Cách đáy thùng từ 5 :- 10 mm có một ống dẫn nhiên liệu ra phía trên, có ống dẫn nhiên liệu về. Nếu thùng đặt cao hơn động cơ thì phải có một van khóa nhiên liệu khi dừng máy, nếu thùng đặt thấp hơn động cơ thì phải có một van một chiều để không cho nhiên liệu từ mạch hạ áp trở về thùng chứa khi động cơ ngừng hoạt động. 2. Lọc nhiên liệu: - Piston và xi lanh của bơm cao áp, van kim và bệ của vòi phun đều là những chi tiết rất chính xác và có độ bóng cao, đường kính lỗ tia của vòi phun rất bé. Cho nên nhiên liệu đưa vào bơm cao áp và kim phun phải thật sạch không lẫn tạp chất, nếu không sẽ làm cho việc cung cấp và phun nhiên liệu bị trở ngại ảnh hưởng đến sự làm việc của động cơ và các chi tiết bị mài mòn nhanh chóng. - Yêu cầu của hệ thống lọc là phải giữ đúng áp lực của hệ thống và phải lọc được những hạt bụi cỡ nhỏ 1/1000 (mm) , phải chịu được lâu dài khoảng 10.000 km hoặc sau 200 giờ sử dụng, bình lọc phải đơn giản dễ tháo ráp bảo dưỡng và sửa chữa. Mục lục6 Lọc sơ cấp : Cấu tạo : Hình 1 - 3: Lọc sơ cấp - Lọc sơ cấp gồm một vỏ lọc bằng kim loại phía trên có nắp đậy bên trong có lõi lọc, đây là chi tiết quan trọng nhất của bầu lọc nhiên liệu. Lõi lọc có thể làm từ nhiều chất liệu khác nhau, có thể làm bằng lưới than, đá xốp, giấy xốp gấp thành nhiều nếp hoặc nhiều phiến lá thang hình vành khăn xếp lại, dưới đáy bầu lọc có một óc để xả nước hay cặn bẩn. - Nhiên liệu từ thùng chứa được hút vào đường dầu vào ,vào giữa lỡi lọc và vỏ. Sau đó nhiên liệu xuyên qua lỏi lọc vào giữa lỏi lọc và đi ra khỏi lọc sơ cấp qua đường dầu ra . Cặn bẩn và nước được giữ lại dưới đáy bầu lọc và ra ngoài thông qua ốc xả cặn. Mục lục7Lọc thứ cấp: Cấu tạo : - Lọc thứ cấp hay lọc tinh dùng để lọc thật sạch nhiên liệu trước khi đưa đến bơm cao áp và thường được lắp đặt trên mạch nhiên liệu từ bơm tiếp vận đến bơm cao áp. Bầu lọc tinh phải lọc được những hạt bụi thật nhỏ khoảng 0.001mm mà không cản trở đến sự lưu thông của nhiên liệu. Lõi lọc thường được làm bằng chỉ bố quấn thành nhiều lớp hay bằng nỉ xếp chồng lên nhau hoặc được làm bằng giấy xốp dày hơn lọc thô.Trên nắp lọc tinh thường có một vít xả gió và một bơm tay, dưới đáy có một ốc để xả nước hay cặn bẩn có lẩn trong nhiên liệu. - Nguyên lý làm việc của lọc thứ cấp khác với lọc sơ cấp là nhiên liệu được bơm tiếp vận cấp đến đường dầu (1) vào giữa lỏi lọc (2) và đi xuống dưới đáy của bầu lọc. Sau đó nhiên liệu xuyên qua lõi lọc để đến đường dầu ra (4). 1. Dầu vào 2. Lõi lọc thô 3. Lõi lọc tinh 4. Dầu raHình 1 - 4 : Lọc thứ cấp1234 Mục lục 83. Bơm tiếp vận nhiên liệu : - Trên hệ thống nhiện liệu diezel thường có hai bơm nhiên liệu , bơm chuyển nhiên liệu và bơm tiếp vận nhiên liệu . Bơm chuyển nhiên liệu có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu liên tục đến bơm tiếp vận, ngoài ra nó còn có nhiệm vụ châm dầu và xả gió cho hệ thống khi động cơ chưa làm việc. Bơm này thường được dùng là bơm điện hay bơm màng. Nếu thùng chứa nhiên liệu được đặt cao hơn động cơ thì không cần bơm chuyển nhiên liệu. - Bơm tiếp vận có nhiệm vụ hút nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm cao áp. Bơm tiếp vận có nhiều loại và thường được lắp đặt nơi thân bơm cao áp và được điều khiển bởi cốt bơm cao áp. * Bơm piston : - Bơm piston được dẫn động bởi cốt cam động cơ hoặc cốt bơm cao áp, lượng nhiên liệu cung cấp tùy thuộc vào tốc độ và yêu cầu của động cơ và ở bất kỳ tốc độ nào bơm cũng cung cấp thừa so với yêu cầu. Lượng nhiên liệu thừa này được chứa nơi phòng piston giữ cho piston ở lưng chừng không hết khoảng chạy của nó, khi lượng nhiên luệu thừa này thoát hết thì piston trở lại làm việc bình thường. Thường có hai loại bơm piston thông dụng sau. a. Bơm piston kiểu PM Cấu tạo: - Bơm được cấu tạo như hình vẽ. Khi động cơ hoạt động cam dẫn động bơm quay đến vị trí đội cây đẩy đi xuống, đẩy piston đi xuống làm lò xo đẩy piston nén lại lúc này van hút mở ra nhiên liệu được hút vào trong lòng xi lanh. Khi cam không còn đội cây đẩy lò xo đẩy piston giãn ra đẩy piston đi lên đồng thời van hút đóng lại, nhiên liệu được nén trong lòng xi lanh đến khi áp lực nhiên liệu thắng sức căng lò xo của van thoát thì van này mở ra và nhiên liệu qua van thoát để đến bơm cao áp.Mục lục9- Lúc động cơ chạy chậm nhiên liệu tiêu thụ ít, lúc này áp lực ở mạch thoát tăng lên ứ trong lòng xi lanh làm cho lò xo đẩy piston không bung ra hết nên piston không đụng cây đẩy dù cam đội. Do đó piston không di chuyển hết khoảng chạy lưu lượng nhiên liệu cũng giảm theo. a. Hút b. Thoát Hình 1 - 5 : Bơm piston kiểu PM Mục lục10b. Bơm piston kiểu BOSCH : 1. Cây đẩy 2. Van một chiều 3. Bơm tay 4. Van một chiều 5. Piston 6. Lọc sơ cấp Hình 1 - 6 : Bơm piston kiểu Bosch316245Mục lục31624511Cấu tạo và các chế độ làm việc của bơm Bosch: - Bơm được cấu tạo như hình vẽ. Van hút và van thoát đều thông với phòng hút của bơm,riêng van thoát còn có mạch rẽ thông với phòng ép. Khi cam không đội con đội, lò xo hoàn lực đẩy piston đi lên, do chênh lệch áp suất giữa phòng hút và đường mạch dầu vào nên van hút mở ra nhiên liệu được hút vào phòng hút. Đòng thời khi piston đi lên ép nhiên liệu dư ở phòng ép đẩy nhiên liệu qua mạch rẽ ra mạch thoát đến bơm cao áp. - Khi cam đội con đội, qua cây đẩy piston đi xuống, ép lò xo hoàn lực lại, van hút đóng và van thoát mở nhiên liệu được đẩy ra mạch thoát. Đồng thời một phần nhiên liệu qua mạch rẽ đi vào phòng ép của bơm. Đây là quá trình bơm hoạt động bình thường. - Khi động cơ chạy với tốc độ thấp, mức tiêu thụ nhiên liệu ít, áp suất mạch thoát tăng lên và nhiên liệu bị ứ lại ở phòng ép của bơm. Aùp suất phòng ép tăng lên đẩy piston đi xuống đến một vị trí cân bằng với lực đẩy của lò xo hoàn lực lúc này piston không tiếp xúc với cây đẩy và piston nằm ở lưng chừng không hết khoảng chạy. Do vậy lượng nhiên liệu cung cấp đến bơm cao áp cũng giảm theo. Khi động cơ chạy với tốc độ cao tiêu thụ nhiên liệu nhiều thì áp suất nhiên liệu ở phòng ép giảm lò xo hoàn lực đẩy piston đi lên tiếp xúc với cây đẩy và bơm trở lại trạng thái hoạt động bìng thường. - Bơm piston kiểu Bosch cũng có trang bị một bơm tay liên hệ với một piston bơm riêng biệt dùng để châm dầu hay xã gió khi động cơ chưa làm việc.Mục lục12 * Bơm bánh răng : Cấu tạo :1.Van hút 2. Van thoát 3. Van an toànHình 1 - 7 : Bơm trái khế vận chuyển 2 chiều Mục lục13 - Cấu tạo của bơm như hình vẽ gồm hai bánh xe răng ăn khớp với nhau cũng như khít với vỏ. Bánh răng thụ động quay trơn trên trục, bánh răng chủ động quay theo trục và được dẫn động bởi cốt bơm cao áp theo kiểu bánh răng và vít vô tận. Khi động cơ làm việc bánh răng chủ động dẫn bánh răng bị động quay, nhiên liệu được hút từ mạch nạp do kẻ răng lùa qua hai bên vách hông để dồn ép ra mạch thoát, rồi đến bơm cao áp. Vận tốc và lưu lượng nhiên liệu của bơm được quy định theo yêu cầu của bơm cao áp. Bơm được trang bị một van an toàn khi áp lực nhiên liệu cung cấp đến bơm cao áp quá cao vượt quá giới hạn cho phép thì van mở để đưa bớt nhiên liệu về mạch hút. - Áp lực làm việc của bơm từ 1.5 – 2 kg/cm2*Bơm cánh gạt: - Bơm tiếp vận loại này được thiết kế dính liền với bơm cao áp và được dẫn động bằng trục dẫn động chính của bơm. - Bơm được cấu tạo gồm một vỏ bơm đúc bằng thép bên lòng trong hình trụ và có nắp đậy, cốt bơm dính liền với thân bơm bằng thép nằm lệch tâm với lòng hình trụ của vỏ bơm. Thân bơm có 2 hay 4 rãnh nằm ngang chứa đựng những cánh gạt có lò xo nhỏ bung ra ép cánh vào vách của lòng vỏ cho thật khít, hoặc có loại không có lò xo căng.* Nguyên lý làm việc: - Vì cốt bơm nằm lệch tâm với vỏ bơm nên những cánh gạt chia thể tích bên trong bơm thành các phần không bằng nhau. Phần thể tích lớn ăn thông với mạch thoát. Trong khi động cơ vận hành cốt bơm luôn quay tròn và nhiên liệu được cánh gạt đưa từ nơi có thể tích lớn đến nơi có thể tích nhỏ tạo nên áp thấp ở mạch hút và áp lực ở mạch thoát. Do vậy nhiên liệu được hút thoát liên tục. - Ngoài ra bơm còn được trang bị một van an toàn để giới hạn áp lực nhiên liệu đưa đến bơm cao áp, khi áp lực ở mạch thoát lớn, lớn hơn giới hạn cho phép. Van an toàn này mở cho nhiên liệu trở về mạch hút.Mục lục14BƠM CÁNH GẠT154. Kim phun nhiên liệu: Kim phun nhiên liệu được lắp ở nắp quy lát của động cơ có nhiệm vụ phun nhiên liệu vào động cơ dưới dạng sương mù và phân phối đều trong thể tích buồng cháy. Kim phun có nhiều loại căn cứ vào sự khác biệt của đót kim ( đầu kim) và lỗ tia ta có thể chia kim phun làm những loại sau :a.Kim phun đóùt kín lổ tia kín . Cấu tạo : - Kim phun được cấu tạo gồm một thân kim và trên đó có các lỗ để bắt đường ống dầu từ bơm cao áp đến và đường dầu trở về thùng chứa.Trong kim phun có khoan một lổ nhỏ để dẩn dầu cao áp đến đót kim, bên trong thân kim chứa cây đẩy lò xo, phía trên lò xo là vít để điều chỉnh sức nén của lò xo, trên cùng là chụp đậy. Đót kim nối với thân kim nhờ một khâu nối, bên trong đót kim có đường dầu cao áp đến phòng chứa dầu cao áp. Dưới cùng là lỗ tia phun nhiên liệu luôn đóng lại nhờ van kim. - Van kim có dạng hình trụ, một đầu tựa vào cây đẩy nơi thân kim, đầu còn lại có hai mặt côn, mặt côn lớn là nơi tác dụng của dầu cao áp để nâng kim lên, mặt côn nhỏ để đậy kín van. - Loại đót kín lổ tia kín chỉ có một lỗ tia chính khi không làm việc van kim luôn đậy kín lỗ tia và ló ra ngoài một cái chuôi. Lỗ tia đươc đẩy kín nên ít bị ngẹt do đóng muội than và nhiên liệu phun ra khỏi lỗ tia đưới dạng hình côn rỗng . - Đặc điểm chính của loại kim phun này là tiết diện lưu thông của van kim thay đổi theo hành trình của ti kim. Các loại kim phun có chuôi trên đót kim thường dùng chuôi hình chóp cụt. Bằng cách thay đổi góc côn trên chuôi kim phun ta có thể thay đổi tiết diện lưu thông hình vành khăn giữa lổ tia và chuôi kim phun, góc phun nhiên liệu kim phun này thường rất rộng . - Kim phun kín lỗ tia kín thường sử dụng trong các loại động cơ có buồng đốt ngăn cách. Aùp lực phun của kim vào khoảng 100 ÷ 125 kg/cm2 tức 10 ÷ 12,5MN/m2Mục lục16 1 . Đường dầu vào 9 . Đệm chỉnh áp suất 2 . Thân bơm 10 . Lò xo cao áp 3 . Lỗ dầu 11 . Cây dẩy 4 . Đĩa nối 12 . Chốt định vị 5 . Nắp chụp 13. Đót kim 6 . Đầu nối ống cao áp 7 . Lỗ dầu 8 . Lỗ dầu về 1. Đót kim 2. Van kim 3. Mặt côn 4. Bọng dầu 5. Chốt van kim Hình 1 - 8 : Cấu tạo kim phun lỗ tia hỡ Hình 1 – 9 : Cấu tạo kim phun lỡ tia kín 12345 67891011121323451 Mục lục17b. Kim phun kín lỗ tia hở: - Loại kim phun này cũng có một ti kim nhưng không có chuôi đậy kín lỗ tia, ti kim có hai mặt côn, mặt lớn là nơi tác dụng của dầu cao áp và mặt nhỏ dùng để đậy kín van kim. Ở đầu đót kim nhô ra dạng chổm lồi trên chổm có khoang nhiều lỗ nhỏ đường kính khoảng 0,1÷0,35mm và nghiêng khoảng 120 độ ÷ 125 độ đối với kim phun nhiều lỗ tia. Đối với kim phun loại hở một lỗ tia thì ở đầu đót kim không có chổm lồi và lổ tia được khoan thẳng góc vói mặt phẳng có đầu đót kim. - Áp lực phun của kim phun đót kín lỗ tia hở thường lớn hơn 170kg/cm2 c. Kim phun loại hở: - Loại này không có ti kim đóng kín lỗ tia hay van, nghĩa là đường dẫn dầu trong thân kim luôn luôn thông với buồng đốt và nhiên liệu được phun vào buồng đốt khi có sự chênh lệch áp suất giữa buồng đốt và áp suất nhiên liệu trên hệ thống nhiên liệu. Tiết diện lưu thông của kim phun loại hở không thay đổi, nếu chênh lệch áp suất trong khi cung cấp nhiên liệu đạt tới 20 - 30MN/m2 , thì chất lượng phun tốt ,nhiên liệu phun bị xé nhỏ dưới dạng sương mù. Áp suất phun còn phụ thuộc vào tốc độ và chế độ công suất của động cơ, ở chế độ toàn tải ứng với số vòng quay cực đại từ 1500 ÷ 1600v/phút đến số vòng quay không tải 500 ÷ 600v/phút, trong phạm vi này áp suất phun dao động từ 10 ÷ 25lần . Do vậy trong trường hợp công suất cực đại thì áp suất phun có thể đạt tới 150 MN/m2 . Nhưng cũng không tránh khỏi áp suất phun chỉ đạt 5÷ 15 MN/m2 ứng với chế độ không tải. Vì vậy không thể đảm bảo quá trình phun nhiên liệu vào động cơ luôn có chất lượng tốt trong suốt thời gian động cơ làm việc. - Ngoài ra kim phun loại hở còn có hiện tượng nhỏ giọt. Sau khi bơm cao áp đã cắt nhiên liệu. Hiện tượng này xảy ra khi áp suất dư trong kim phun lớn hơn áp suất của buồng đốt hoặc có dao động áp suất trong hệ thống nhiên liệu, phun nhiên liệu nhỏ giọt ảnh hưởng không ít đến hoạt động của động cơ như : dễ gây muội than làm nghẹt các lỗ tia của kim phun nhiên liệu không cháy hết hoàn toàn gây tổn hao nhiên liệu và ô nhiễm môi trường. - Với kim phun loại hở kết cấu đơn giản nhưng do có hiện tượng nhỏ giọt trong giai đoạn đầu và cuối quá trình cung cấp nhiên liệu. Mặt khác chất lượng nhiên liệu còn phụ thuộc nhiều vào tốc độ của động cơ nên hiện nay ít sử dụng hơn so với kim phun loại kín có ti kim.Mục lục18d. Kim phun kín loại van phẳng - Kim phun này là loại cải tiến của kim phun loại hở - Van an toàn có tác dụng làm tăng vận động rối và tăng chất lượng phun của nhiên liệu. Ngoài ra nó còn đóng kín đường thông ngăn cách không gian giữa lỗ tia thông với buồng đốt và không gian nối với đường ống cao áp, để giảm hiện tượng phun nhỏ giọt sau khi kết thúc quá trình cung cấp nhiên liệu. - Tuy nhiên trong trường hợp có dao động mạnh về áp suất trên đường ống nhiên liệu cũng có thể xảy ra hiện tượng phun nhỏ giọt. Vì trong loại kim phun này rất khó đặt một lò xo ép van lên đế để đảm bảo cho áp suất nhiên liệu lúc bắt đầu mở van lớn hơn 5 MN/m2. Nhược điểm chính của loại kim phun này là lò xo dễ mất tính đàn hồi do đặt trong không gian của vòi phun có nhiệt độ cao, do đó làm cho van không ép kín lên đế van. - Loại kim phun này dễ chế tạo không cần các chi tiết chính xác. Thường được sử dụng trong các động cơ có buồng đốt thống nhất đối với kim có nhiều lỗ tia và buồng đốt ngăn cách đối với kim có một lỗ tia.Nguyên lý vận chuyển của kim phun: - Khi động cơ làm việc nhiên liệu từ bơm cao áp theo các đường ống cao áp đến phòng chứa dầu của đót kim. Khi chưa đến thì cung cấp nhiên liệu, lò xo luôn đè ti kim xuống đóng kín van. Đến thì cung cấp nhiên liệu cho đông cơ nhiên liệu được gia tăng áp lực tác dụng vào mặt côn lớn của ti kim nhấc kim lên, nhiên liệu được phun vào buồng đốt qua lỗ tia .Đến khi dứt phun áp suất nhiên liệu nhỏ hơn lực đàn hồi của lò xo, lò xo đè ti kim xuống đóng kín van . Một phần nhiên liệu dư sẽ rò rĩ qua khe hở giữa van kim và đót kim lên thân kim và trở về thùng chứa qua đường dầu về. Mục lục19 - Để chất lượng phun của dòng nhiên liệu ra vòi phun được xé nhỏ dưới dạng sương mù thì tiết diện lưu thông tại đế van kim phải tương đối nhỏ để làm tăng vận động rối của dòng nhiên liệu sau khi ra khỏi kim phun , cải thiện chất lượng phun và cho phép hạ thấp áp suất phun nhiên liệu. Thông thường áp suất phun của kim phun loại kín có ti kim không vượt quá 40MN/m ở tốc độ cao và thậm chí ở tốc độ không tải thì chất lượng phun nhiên liệu cũng khá tốt . Ngoài ra nhờ có ti kim ngăn cách giữa không gian trong vòi phun và không gian nhỏ trước lỗ tia nên tránh được hiện tượng phun nhỏ giọt sau khi bơm cao áp đã chấm dứt quá trình cung cấp nhiên liệu. - Hành trình nâng của kim phải tương đối nhỏ từ 0,3 đến 0,4mm để giảm bớt lực va đập của kim phun lên đế kim và lên các mặt tựa. Lực va đập sẽ gây ảnh hưởng đến tuổi thọ của các chi tiết trong kim. Đồng thời cũng đảm bảo tiết diện lưu thông tại khu vực đế kim phun đạt giá trị tương đối lớn để gây sức cản nhỏ đối với dòng nhiên liệu. Hành trình nâng kim cũng không được quá cao để tránh va đập làm giảm tuổi thọ các chi tiết trong kim. - Áp suất phun có thể thay đổi được bằng cách thay đổi lực nén của lò xo thông qua vít điều chỉnh hoặc thay đổi miếng chêm. Nếu tăng sức nén của lò xo thì áp lực phun tăng và ngược lại. Aùp suất phun càng cao thì tia nhiên liệu phun ra càng dài và càng sương, nhưng không thể tăng áp suất phun lên quá cao vì như thế độ chính xác của bơm phải thật cao và tải trọng tác dụng lên các chi tiết trong bơm sẽ lớn.Mục lục20V. BUỒNG ĐỐT TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL. - Chất lượng phun nhiên liệu được thể hiện bằng độ phun nhỏ và phun đều của nhiên liệu. Độ phun nhỏ được tính bằng đường kính trung bình của các hạt nhiên liệu được phun vào buồng đốt. Số vòng quay của động cơ càng cao, thời gian hình thành hỗn hợp cháy và thời gian cháy càng ngắn thì phải phun nhiên liệu càng nhỏ và sương, muốn cho việc hình thành hỗn hợp trong buồng đốt động cơ đạt chất lượng cao thì vận tốc của dòng nhiên liệu phun ra phải đạt từ 150 – 400 m/s tốc độ này còn phụ thuộc vào tốc độ của động cơ và dạng buồng đốt. - Độ phun đều của tia nhiên liệu được thể hiện qua mức độ chênh lệch giữa kích thước hạt được phun và kích thước trung bình của các hạt trong tia nhiên liệu được phun. - Quá trình hình thành hỗn hợp trong động cơ diezel bắt đầu từ lúc nhiên liệu được phun vào buồng đốt đến khi nhiên liệu được sấy nóng và hòa trộn với không khí nóng có áp suất cao trong buồng đốt và hình thành hỗn hợp cháy. Quá trình này chiếm một thời gian rất ngắn từ 0.001 – 0.04 s. Do vậy muốn đảm bảo cho nhiên liệu cháy hoàn toàn thì phải tạo điều kiện cho những hạt nhiên liệu phun vào buồng đốt phải hòa trộn đều với không khí nóng và phải phân bố đều trong buồng đốt để nhiên liệu bốc hơi nhanh. - Để đạt được mục đích phân bố đều nhiên liệu trong buồng đốt người ta đã nghiên cứu nhiều phương pháp như : phối hợp chặt chẽ giữa hình dạng , kích thước buồng đốt và hướng phun nhiên liệu vào buồng đốt, hoặt tạo ra dòng không khí xoáy lốc với vận tốc lớn trong buồng đốt . Để thực hiện phương pháp này người ta chế tạo ra rất nhiều loại buồng đốt, dựa theo cấu tạo ta có thể phân làm hai loại sau : - Buồng đốt thống nhất : Trong đó toàn bộ thể tích của buồng đốt đều nằm trong một không gian thống nhất. - Buồng đốt ngăn cách : Toàn bộ thể tích của buồng đốt chia làm nhiều không gian và chúng được nối với nhau bằng một hay nhiều đường thông nhỏ.Mục lục211.Buồng đốt thống nhất : -Trong buồng đốt thống nhất nhiên liệu được phun trực tiếp vào buồng đốt, thành phần buồng đốt gồm có: đỉnh piston, mặt dưới của nắp quy láp và thành xy lanh hoặc có hai đỉnh của piston và thành xi lanh ( trong động cơ hai kỳ piston đối đỉnh ). Trong các buồng đốt thống nhất thường tăng cường xoáy lốc bằng cách. - Bố trí hướng ống góp kết hợp với gờ trên của xupáp. - Ống hút có hướng tiếp tuyến và chếch xuống so với xy lanh. - Làm đường ống hút hẹp dần và co thắt ở vùng xupáp để tăng cường vận tốc dòng khí nạp. - Kim phun sử dụng cho loại buồng đốt thống nhất thường là kim phun kín nhiều lổ tia ( từ 3 – 10 lổ ) áp suất phun từ 17 –30 MN/m2. Kiểu buồng đốt này thường được sử dụng trên các động cơ như : GM, PERKIN, JOHNDEERE SKODA UNIC, . . . - Ưu điểm của loại buồng đốt này là cấu tạo đơn giản, tổn thất nhiên liệu ít, tiêu hao nhiên liệu ít, phát hành dễ. - Nhược điểm là tỉ số nén rất cao, áp suất phun nhiên liệu cao, sử dụng kim phun loại kín nhiều lổ tia nên dễ bị nghẹt và dễ nhạy cảm khi thay đổi số vòng quay của động cơ. Vì giảm số vòng quay sẽ làm giảm áp suất phun, chất lượng phun kém và hành trình của các tia nhiên liệu giảm. Hình 1-10: Buồng đốt thống nhất.Mục lục222.. Buồng đốt ngăn cách :Buồng đốt này chia làm những loại sau:2.1- Buồng đốt xoáy lốc: - Loại này chiếm từ 50 – 80 % thể tích buồng đốt chính . Nó có dạng hình trụ hay hình cầu được đặt trên nắp quy láp hay bên hông xi lanh và thông với buồng đốt chính bằng một hay vài đường thông có tiết diện lớn. Kim phun sử dụng cho buồng đốt loại này thường là kim phun có lổ tia kín áp suất phun 10 – 12.5MN/m2 . Một bugi xông máy được lắp nơi buồng đốt xoáy lốc đế xông nóng nhiên liệu để nhiên liệu dễ bốc hơi. - Ưu điểm của buồng đốt xoáy lốc là áp suất phun nhỏ nhưng do xoáy lốc mạnh nên tạo điều kiện cho nhiên liệu cháy trọn vẹn. - Do buồng đốt lớn nên dễ gây tổn thất nhiên liệu và khó khởi động nên phải dùng bugi xông máy Hình 1-11:Buồng đốt xoáy lốcMục lục232. 2. Buồng đốt dự bị : - Thể tích buồng đốt này chiếm từ 25 – 40 % thể tích toàn bộ buồng đốt và buồng đốt chính nằm trong không gian xi lanh. Buồng đốt dự bị có dạng tròn xoay có thể lắp đứng hoặc có thể lắp nghiêng so với xi lanh. Kim phun dùng trong buồng đốt này là kim phun loại kín lổ tia kín áp suất phun 10 – 15 MN/m2 được lắp trùng với tâm của buồng đốt dự bị. Buồng đốt này cũng sử dụn