Hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel

Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên

9.1.2. Yêu cầu :

Hệ thống nhiên liệu làm việc tốt hay xấu có ảnh hởng tới chất lợng phun nhiên liệu,

ảnh hởng của quá trình cháy, tính tiết kiệm và độ bền của động cơ vì vậy để động cơ làm

việc tốt, kinh tế và an toàn trong quá trình làm việc thì hệ thống cung cấp nhiên liệu động

cơ diesel phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Phải cung cấp nhiên liệu vào buồng cháy của động cơ với áp suất cao và lợng

nhiên liệu cung cấp vào phải phù hợp với phụ tải (chế độ công tác) của động cơ

- Phải phun đúng thứ tự làm việc của các xylanh và lợng nhiên liệu phun vào phải

đồng đều nhau để động cơ có tính kinh tế cao.

- Thời gian phun nhiên liệu phải chính xác, kịp thời bắt đầu và kết thúc phải dứt

khoát nhanh chóng.

- Nhiên liệu phải đợc hoà sơng tốt và phân tán đồng đều trong buồng cháy của động

cơ để hình thành hỗn hợp cháy tốt.



9.1.3. Phân loại :

- Cung cấp nhiên liệu đợcphân hai loại:

+ Loại tự chảy: nhiên liệu tự chảy từ thúng chứa đến bơm cao áp khi đó thùng chứa

đặt cao hơn bơm cao áp.

+ Loại cỡng bức: nhiên liệu đợc bơm hút từ thùng chứa đẩy đến bơm cao áp, bằng

bơm chuyển nhiên liệu, thùng chứa thờng đợc đặt xa, thấp hơn bơm cao áp

Dựa theo đặc điểm của hai chi tiết chính trong hệ thống đó là bơm cao áp và vòi phun, hệ

thống cung cấp nhên liệu động cơ diesel đợc chia ra hai loại sau :

+ Hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu phân bơm : ở loại này bơm cao áp và vòi phun

là hai chi tiết riêng biệt và đợc nối với nhau bằng đờng ống dẫn nhiên liệu cao áp.

+ Hệ thống nhiên liệu kiểu bơm phân cao áp : ở loại này chức năng của bơm cao áp

và vòi phun đợc thay thế bằng một thiết bị nhiều tác dụng đợc gọi bơm phun cao áp nó

đợc thực hiện tất cả các nhiệm vụ cung cấp điều chỉnh và phun nhiên liệu cao áp vào

buồng đốt.

Hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu bơm phun cao áp đợc sử dụng ở mức độ rất hạn chế

trong động cơ diesel hiện đại.



9.1.4: Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống:

Trên hình 9.1 trình bày sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu tơng đối đặc trng cho các

động cơ diesel hiện đại của hãng BOSH.

1. Thùng chứa nhiên liệu

a)Sơ đồ cấu tạo : nhiên liệu

2. Bơm chuyển

3. Bầu lọc nhiên liệu

4. Bơm cao áp

5. Bộ điều chỉnh góc phun sớm

6. Bộ điều tốc

7. Vòi phun

8. Đờng dầu đi

9. Đờng dầu hồi



Đồ án tốt nghiệp



48



Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên



Hình 9.1: Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel

b) Nguyên lý làm việc của hệ thống:

- Khi động cơ làm việc bơm chuyển nhiên liệu 2 làm việc, bơm chuyển nhiên liệu 2

sẽ hút nhiên liệu từ thùng chứa 1đẩy lên bầu lọc 3 ở đây nhiên liêu đợc lọc sạch các cặn

bẩn đợc giữ lại ở đây, sau đó chuyển đến bơm cao áp bơm cao áp 4. Khi nhiên liệu bị nén

trong bơm cao áp đến áp suất cao, nhiên liệu sẽ đi theo đờng ống đẩy nhiên liệu cao áp

đến vòi phun 7. Vào thời điểm piston đã lên gần điểm chết trên (cuối nén đầu nổ) khi đó

không khí trong xylanh đã bị nén với áp suất lớn (30-40) kg/cm 2 và nhiệt độ cao 80010000k thì áp suất nhiên liệu cũng đạt đến giá trị cần thiết (125-175) kg/cm 2 để nâng kim

phun mở lỗ phun và nhiên liệu đợc phun ra dới dạng sơng mù và đợc phân bố đều trong

toàn bộ thể tích buồng cháy để hình thành hỗn hợp trong thời gian ngắn và quá trình cháy

bắt đầu. Quá trình phun kết thúc, khi bơm cao áp ngắt hoàn toàn việc cung cấp nhiên liệu

cao áp (khi rãnh thoát trên piston trùng với đờng xả trên xylanh) lợng nhiên liệu thừa

trong bơm cao áp, bầu lọc và vòi phun đợc xả trở về thùng chứa theo các đờng ống hồi

dầu nhiên liệu.

- Biện pháp xả nhiên liệu thừa nói trên là cần thiết vì nó hạn chế quá trình xuất

hiện bọt khí trong nhiên liệu và đồng thời làm mát cho bơm cao áp và vòi phun.

- Thông thờng bọt khí bao gồm không khí và hơi các thành phần nhẹ với nhiệt độ

sôi thấp có trong nhiên liệu, với độ đàn hồi cao các bọt khí này có thể làm dãn đoạn quá

trình cung cấp nhiên liệu nếu nh nó lọt vào trong bộ đôi piston, xylanh bơm cao áp hoặc

đờng ống dẫn cao áp. Để ngăn ngừa hiện tợng này trên nắp bơm cao áp và nắp bầu lọc là

nơi có khả năng tích tụ bọt khí do đó ngời ta bố trí trên nắp bầu lọc và bơm cao áp một vít

xả khí.



9.2. Kết cấu các chi tiết chính trong hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel:

9.2.1. Thùng chứa nhiên liệu:

1.Tấm ngăn

2. ống đổ nhiên liệu

3. Nút xả

4. ống khoá

5. Lới lọc

6. Nắp

7. Cảm biến báo mức nhiên liệu



Thùng chứa nhiên liệu dùng để chứa mộtHình 9. 2. Sơ đồ diesel cần thiết cho sự làm

lợng nhiên liệu thùng nhiên liệu.

việc của động cơ, kích thớc thùng lớn hay bé tuỳ theo công suất và đặc tính làm việc của

động cơ, thùng chứa đợc dập bằng thép lá, bên trong có các tấm ngăn để nhiên liệu bớt

dao động, nắp thùng chứa có lỗ thông hơi, ống hút nhiên liệu bố trí cao hơn đáy thùng



Đồ án tốt nghiệp



49



Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên

khoảng 3 cm đáy thùng chứa có chế tạo lõm để lắng cặn bẩn và có nút xả cặn và trên nắp

bình có gắn bộ cảm biến điện từ để đo mức nhiên liệu trong thùng.

Nếu thùng chứa đặt cao hơn động cơ thì phải bố chí van khoá để đóng mở, nếu đặt thấp

hơn động cơ phải có van chặn bố chí nơi bầu lọc sơ cấp (lọc thô) ngăn không cho dầu về

thùng chứa khi động cơ không làm việc.



9.2.2. Bầu lọc nhiên liệu:

Bầu lọc nhiên liệu có nhiệm vụ lọc sạch tất cả các tạp chất cơ học và nớc có trong

nhiên liệu.

Gồm lọc thô và lọc tinh. Hiện nay dùng một loại bầu lọc và thay thế , không bảo dỡng.

* Bầu lọc thô



1. Thân bầu lọc;

2. Lõi lọc thô;

3. Lõi lọc tinh.



+. Các loại lõi lọc:



a) Lõi lọc cuộn

* Bầu lọc tinh :



Hình 9. 3. Bầu lọc thô hai cấp



b) Lõi lọc hình sao

Hình 9.4. Các loại lõi lọc



- Nhiệm vụ: Tiếp tục quá trình lọc nhiên liệu và lọc các tạp chất nhỏ hơn 0,06 mm

Thờng có xu hớng sử dụng hai phần tử lọc mắc nối tiếp hay nói cách khác là sử dụng hai

cấp lọc1. Cửa vào

6

3

4

Nhiên liệu chảy qua lới lọc vào hộp2thứ nhất (lọc thô) tiếp tục qua nắp của cả hai

2. Cửa ra

bầu lọc3. Bulông xuyên tâmlõi bằng nỉ hình ống thì lọc thô là một ống nỉ8 vỏ kim loại

tới bầu lọc tinh. ở

với

dạng lới. Vít xả không khí

4.

5. Gioăng làm kín

1

6. Giá bắt bầu lọc

5

7. Lõi lọc

8. Nắp bầu lọc

10

9. Vỏ lọc

10. ống dẫn



7



9



Đồ án tốt nghiệp



50

Hình 9.5. Bầu lọc tinh hai cấp



Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên



9.2.3. Bơm chuyển nhiên liệu :

1. Chức năng :

Hút nhiên liệu từ thùng chứa qua bầu lọc thô và tinh để cung cấp cho bơm cao áp,

ngoài ra bơm chuyển nhiên liệu còn phải đảm bảo một lu lợng nhiên liệu cần thiết đủ để

làm mát.

áp suất nhiên liệu do bơm cung cấp thờng đạt giá trị lớn dao động trong khoảng

(1,5-6) kg/cm2. áp suất lớn nh vậy không những đủ để thắng sức cản trong đờng ống dẫn

nhiên liệu thấp áp và trong các bầu lọc mà còn ngăn cản sự hình thành bọt khí và hơi

nhiên liệu.

2. Phân loại:

Bơm chuyển nhiên liệu đang đợc sử dụng trong các động cơ diesel có rất nhiều loại:

Bơm phiến gạt hoặc bơm con lăn thờng đợc sử dụng trong bơm cao áp chia, bơm piston

thờng đợc sử dụng trong bơm cao áp dẫy.

3 Cấu tạo bơm chuyển nhiên liệu:

Cấu tạo của bơm chuyển nhiên liệu loại piston (hình 5). Thân bơm là chi tiết chính

của bơm, trong thân bơm có phân hai khoang chính và dùng để bố trí piston, lò xo hồi vị,

con đội con lăn, van nạp, van xả ngoài ra còn có bơm tay có đầu nối, xylanh, piston, cần

piston và núm piston. Thân bơm đợc chế tạo bằng gang. các van nạp, van xả đợc chế tạo

từ chất dẻo hoặc nhôm, các chi tiết còn lại đợc chế tạo bằng thép.

1. Khoang áp suất

2. Bơm tay

3. Van nạp

4. Cửa hút

5. Lới lọc

6. Piston

7. Lò xo hồi vị piston

8. Ty đẫy

9. Van xả

10. Cửa xả

11. Con đội

Hình 9.6. Sơ đồ cấu tạo bơm chuyển nhiên liệu



Đồ án tốt nghiệp



51



Khoa Cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên

9.2.3.4. Nguyên lý làm việc của bơm:



a



b



Hình 9.7 : Sơ đồ nguyên lý làm việc của bơm chuyển nhiên liệu.

1. Đờng nhiên liệu vào

7. Con đội con lăn

2. Lới lọc

8. Trục cam

3. Van nạp

9. Rãnh khoan chéo

4. Lò xo

10. Van xả

5. Piston

11. Đờng nhiên liệu ra

6. Đũa đẩy

a. Hành trình chuyển tiếp (hình 9.7 a):

Khi cam lệch tâm tác dụng vào con đội con

lăn, qua đũa đẩy sẽ làm cho piston chuyển động ép lò xo lại. Lúc này thể tích trong

khoang hút bị giảm, áp suất tại đây tăng lên làm van nạp đóng lại, van xả mở ra. Đồng

thời khi piston chuyển động làm cho thể tích khoang áp lực tăng lên, áp suất ở đây giảm

xuống vì thế hầu nh toàn bộ lợng nhiên liệu bị đẩy ra từ khoang hút sẽ bị hút vào khoang

áp lực qua lỗ khoan chéo trong thân bơm. Nh vậy lợng nhiên liệu qua đờng ra đến bơm

cao áp gần nh bằng không. Hành trình này của piston chỉ thực hiện ở giai đoạn chuyển

tiếp nên năng suất của bơm bằng không.

b. Hành trình làm việc (hình 9.7 b): Khi cam lệch tâm thôi tác dụng lên con đội con lăn,

lò xo hồi vị piston sẽ đẩy piston về vị trí ban đầu làm thể tích ở khoang hút tăng lên, áp

suất tại đây giảm sẽ đóng van xả và van nạp mở ra. Nhiên liệu từ thùng chứa đ ợc hút vào

khoang hút qua van nạp. Đồng thời khi piston dịch chuyển sẽ đẩy nhiên liệu từ khoang áp

suất qua rãnh khoan chéo ra ngoài đờng xả để đi đến bơm cao áp. Nh vậy trong hành trình

làm việc của piston, bơm thực hiện đồng thời hai quá trình hút và đẩy nhiên liệu.

Chúng ta thấy, bơm chuyển nhiên liệu cung cấp cho bơm cao áp một lợng nhiên liệu

cần thiết không phụ thuộc vào chế độ tốc độ của động cơ. Nếu hành trình của piston luôn

không đổi thì khi áp suất trong đờng xả nhiên liệu và ở khoang áp suất đủ lớn thắng sức

căng của lò xo hồi vị piston, lò xo sẽ không thể đẩy piston về vị trí ban đầu làm cho hành

trình của piston ngắn lại, năng suất của bơm sẽ bị giảm đi.

Trong trờng hợp bầu lọc nhiên liệu quá bẩn hoặc tắc, hiện tợng đó càng dễ xảy ra

hơn.

c. Hành trình treo bơm: Khi áp suất ở đờng xả vào trong khoang áp suất đạt đến một

giá trị rất lớn nào đó, piston sẽ không thể dịch chuyển đợc và bị treo ở vị trí cao

nhất. Lúc này đũa đẩy hoàn toàn không tác dụng đến piston, đây là trạng thái



Đồ án tốt nghiệp



52