Bài giảng Công nghệ Lớp 11 - Bài 28: Hệ thống cung cấp nhiên liệu không khí trong động cơ Diesel

Nội dung text: Bài giảng Công nghệ Lớp 11 - Bài 28: Hệ thống cung cấp nhiên liệu không khí trong động cơ Diesel

1. CHƯƠNG I: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL I. CÔNG DỤNG VÀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 1.Công dụng: - Cung cấp lượng nhiên liệu cần thiết tuỳ theo chế độ làm việc của động cơ. - Cung cấp lượng nhiên liệu vào xy lanh động cơ đúng thời điểm. - Phun sương và phân tán đều hơi nhiên liệu trong thể tích buồng đốt do sự phối hợp của kim phun và dạng đặc biệt của buồng đốt. Nhờ thế hơi nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn và trọn vẹn. - Chứa nhiên liệu dự trữ bảo đảm cho động cơ hoạt động trong thời gian quy định, lọc sạch nước và tạp chất. 2.Sơ đồ hệ thống nhiên liệu:
2. 1. Thùng chứa 2. Bơm tiếp vận 4. Lọc thứ cấp 5. Bơm cao áp 7. Kim phun 8. Ống dầu về 3. Bộ điều tốc 6. Ống cao áp 9. Van điều áp
3. a. 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.
4. b. 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 (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.
5. c. 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)
6. II. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU: 1. Cấu tạo hệ thống nhiên liệu: 1. Thùng chứa 2. Lọc sơ cấp 4. Lọc thứ cấp 5. Bơm cao áp 7. Kim Phun 8. Ống dầu về 10. Bơm tay 11. Ống thấp áp 13. vít xả gió 3. Bơm tiếp vận 6. Ống cao áp 9. Van điều áp 12. Bộ điều tốc
7. 2. Nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu: - Khi động cơ hoạt động bơm tiếp vận (3) hút nhiên liệu từ thùng chứa (1)qua lọc thô (2) và lọc tinh nhiên liệu (4) được lọc sạch những tạp chất và nước sau đó được đưa đến bơm cao áp (5). Van an toàn (9) có nhiệm vụ giới hạn áp lực vào bơm cao áp (5), 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 (1). 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.
8. - Sau đó nhiên liệu được đưa đến các mạch dầu cao áp ( 6) và đến kim phun (7) 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 (8) trở về thùng chứa(1). - 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 (10) và một vít xả gió . Để xả gió cho động cơ khi cần thiết.
9. III: CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG: 1. Bình lọc nhiên liệu: a. Bầu lọc thô: - Lọc thô đặt giữa thùng chứa và bơm tiếp vận. Lõi lọc có thể làm bằng lưới thau, đá xốp hay bằng giấy xốp gấp thành nếp hoặc nhiều phím lá thau hình vành khăn xếp lại. Phía dưới đáy bình có một nút để xả nước hay cặn bẩn.
10. b. Bầu lọc tinh: Lọc tinh đặt giữa bơm tiếp vận và bơm cao áp, lọc tinh có nhiệm vụ loại những hạt bụi nhỏ. Lõi lọc làm bằng chỉ bố quấn nhiều lớp bằng nỉ xếp chồng lên nhau hoặc bằng giấy xốp chồng lên nhau hoặc bằng giấy xốp dày hơn lọc thô. Trên nắp lọc tinh có nút xả gió, dưới đáy có nút xả cặn bẩn. Ngoài ra bầu lọc cũng được phân loại theo vật liệu và kết cấu của phần tử lọc. Trên động cơ Diesel đời mới thường lắp các bình lọc tách nước và tạp chất có thiết bị cảnh báo, bình lọc nhiên liệu 3 cấp ( lọc sạch 99.9% nước tự do, 97.5% các tạp chất khác ).
11. 3. Bình lọc không khí: - Có nhiệm vụ lọc sạch các bụi bẩn trước khi đi vào xylanh động cơ. Khi động cơ hoạt động không khí được hút vào lõi lọc. Tại đây bụi bẩn được giữ lại và không khí sạch tiếp tục di chuyển vào xylanh động cơ. Ngoài ra đối với động cơ Diesel, đặc biệt là động cơ lắp trên ô tô, máy kéo và máy công trình thường xuyên phải hoạt động ở môi trường nhiều bụi nên phải dùng bình lọc 3 tầng. Ở tầng 1 được lọc theo nguyên tắc quán tính ly tâm, tầng 2 bụi lớn, nặng được giữ trên mặt dầu nhờn còn tầng 3 được lọc qua lõi lọc tẩm dầu với các dạng cấu tạo khác nhau. Một số động cơ Diesel lắp trên xe đời mới còn dùng bình lọc khô 3 tầng: trong đó tầng 1 là tầng quán tính ly tâm, 2 tầng còn lại là các phần tử lọc giấy khô.
12. 1. Khay chứa dầu 4. Đầu ra 7. Lỗ thông 10. Khung chèn 2. Lõi lọc 5. Cánh dẫn hướng cho không khí nạp 8. Lưới lọc 11. Đầu bình lọc 3.Thân 6. Nắp 9. Ống hút 12. Bát dầu
13. 4. Bơm tiếp vận (bơm tay): a. Nhiệm vụ: - Hút nhiên liệu từ buồng chứa đến bơm cao áp - Đảm bảo lượng nhiên liệu cần thiết đủ để làm mát bơm cao áp b. Phân loại: - Bơm tiếp vận nhiên liệu đang sử dụng trong động cơ Diesel có rất nhiều loại: bơm piston, bơm bánh răng, bơm phiến gạt (hay bơm rơ to), bơm màng, bơm điện
14. c. Nguyên lý làm việc của bơm tiếp vận nhiên liệu kiểu piston: *Sơ đồ nguyên lý Giai đoạn nạp nhiên liệu - Khi cam chưa tác động vào con đội nhờ lực lò xo hồi vị đẩy piston đi xuống, nhiên liệu bên dưới piston ( ở buồng nhiên liệu chuyển tiếp ) được đẩy qua đầu ra của bơm tới bình lọc tinh rồi tới bơm cao áp. Trong trường hợp này phía trên piston tạo ra khoảng trống hút mở van nạp để hút nhiên liệu từ thùng nhiên liệu vào xylanh bơm ( buồng nạp ).
15. Giai đoạn cung cấp nhiên liệu - Nửa vòng sau của trục bơm cao áp, phần cao của cam tác động vào con đội đẩy piston đi lên ép lò xo hồi vị piston lại. Lúc đó bên trên piston bơm ( buồng nạp ), áp suất nhiên liệu tăng lên đóng kín van nạp, đẩy mở van xả để nhiên liệu đi đi đến bơm cao áp, còn bên dưới piston tạo ra khỗng trống, một phần nhiên liệu đi qua van xả được hút vào buồng nhiên liệu chuyển tiếp. Quá trình cứ lặp lại như trên.
16. - Nếu trường hợp nào đó áp suất đường dầu ra lớn hơn lực căng lò xo hồi vị piston thì piston sẽ được treo lơ lửng ở vị trí trung gian nào đó, lúc này ty bơm tách rời khỏi đỉnh piston bơm tạo ra 1 đoạn hành trình trống của ty bơm, trong đoạn hành trình này ty bơm đi xuống rồi đi lên theo con đội còn piston bơm đứng yên để làm giảm sự cung cấp nhiên liệu. Như vậy bơm piston có khả năng tự động điều chỉnh hành trình hút và đẩy của piston theo yêu cầu cung cấp của bơm cao áp. Bơm tay dùng để bơm nhiên liệu vào đầy hệ thống khi máy dừng, qua đó xả không khí ra khỏi hệ thống nhiên liệu.
17. IV. BUỒNG ĐỐT TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL. 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. 1. 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. - 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.
18. - 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
19. 2. Buồng đốt ngăn cách : Buồng đốt này chia làm những loại sau: a- 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 quylát 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.
20. b. Buồng đốt dự bị : - Thể tích buồng đốt này chiếm từ 25 – 40 % thể tích tồn 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 dụng một bugi xông máy để dễ khởi động
21. c. Buồng đốt phụ trội : - Buồng đốt này chiếm khoảng 20% thể tích buồng đốt chính được lắp trên nắp quy-lát và thông với buồng đốt chính. Kim phun được bố trí ở buồng cháy chính đối diện với miệng thông với buồng đốt phụ trội. Buồng đốt có dạng ôvan, gồm một hay hai buồng thông nhau bằng lỗ nhỏ đồng tâm. Kim phun dùng cho loại buồng đốt này thường là kim phun lổ tia kín áp suất phun khoảng 14MN/m2.