Hệ thống nhiên liệu diesel sử dụng bơm cao áp PE trên xe HYUNDAI AERO SPACE

MỤC LỤC
MỤC LỤC

1

MỤC LỤC HÌNH

2

LỜI MỞ ĐẦU

4

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG
CƠ DIESEL.

6

1.1. Quá trình phát triển của động cơ DIESEL.

6

1.2. Hệ thống nhiên liệu động cơ DIESEL.

6

1.2.1. Đặc điểm hình thành hịa khí trong động cơ diesel.

8

1.2.2. Đặc điểm của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel.

14

Chương 2. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
CỦA CÁC BỘ PHẬN TRONG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU.
2.1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu trên xe

27
28

2.2. Đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc của các bộ phận trong
hệ thống nhiên liệu xe Hyundai Aero Space.

29

2.2.1. Thùng chứ nhiên liệu.

29

2.2.2. Bầu lọc nhiên liệu.

29

2.2.3. Bơm thấp áp ( bơm cung cấp).

32

2.3. Bơm cao áp.

33

2.3.1. Cơ cấu ga điện tử.

34

2.3.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của một nhánh bơm cao áp
PE.

37
2.3.3. Vịi phun.

42

Chương 3. QUY TRÌNH THÁO, KIỂM TRA SỬA CHỮA, BẢO
DƯỠNG, ĐIỀU CHỈNH VÀ LẮP BƠM CAO ÁP.
1

44


3.1. Quy trình tháo.

44

3.1.1. Tháo bơm cao áp ra khỏi động cơ.

44

3.1.2. Tháo các chi tiết trong bơm.

45

3.2. Kiểm tra sửa chữa và bảo dưỡng.

47

3.2.1. Kiểm tra các chi tiết.

47

3.2.2. Kiểm tra, điều chỉnh bơm cao áp trên băng thử.

48

3.3. Lắp bơm cao áp.

50

3.3.1. Quy trình lắp các chi tiết trên bơm.

50

3.3.2. Quy trình lắp bơm cao áp PE lên động cơ.

52

KẾT LUẬN

54

TÀI LIỆU THAM KHẢO

55

MỤC LỤC HÌNH
Hình 1-1 Một số buồng cháy động cơ Diesel............................................11
Hình 1-2 Quá trình M...............................................................................12
Hình 1-3 Buồng cháy thống nhất với phương pháp hỗn hợp thể tích.......14
Hình 1-4 Buồng cháy thống nhất với phương pháp hỗn hợp thể tíchmàng....................................................................................................................14
Hình 1-5Sơ đồ hệ thống nhiên liệu diesel.................................................16
Hình 1-6 Bơm cao áp loại dãy (bosch)......................................................17
Hình 1-7 Bơm phân phối...........................................................................19
Hình 1-8 Các dạng vịi phun......................................................................21
Hình 1-9 Kết cấu bơm cao áp vịi phun.....................................................23
Hình 1-10 Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu common rail....................24
Hình 2-1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel................29
2


Hình 2-2Bầu lọc nhiên liệu........................................................................30
Hình 2-3 Bầu lọc thơ nhiên liệu.................................................................31
Hình 2-4 Bầu lọc tinh nhiên liệu...............................................................32
Hình 2-5 Bơm nhiên liệu thấp áp kiểu piston............................................33
Hình 2-6 Cơ cấu ga điện tử bơm PE..........................................................35
Hình 2-7 Giai đoạn nạp (a) và nén nhiên liệu (b)......................................39
Hình 2-8 Giai đoạn cung cấp và ngừng cung cấp nhiên liệu.....................40
Hình 2-9 Piston ở vị trí cung cấp nhiên liệu cực đại.................................41
Hình 2-10 Cấu tạo van cao áp...................................................................41
Hình 2-11 Vịi phun nhiên liệu..................................................................43

3


LỜI MỞ ĐẦU
Trong xu thế hội nhập hiện nay, nền công nghiệp Việt Nam đang đứng
trước những cơ hội đầy tiềm năng và nghành công nghiệp ô tô Việt Nam cũng
không ngoại lệ. Ở nước ta số lượng ô tô hiện đại đang được lưu hành ngày một
tăng. Các loại ô tô này đều được cải tiến theo hướng tăng công suất, tốc độ,
giảm suất tiêu thụ nhiên liệu, điện tử hóa q trình điều khiển và hạn chế mức
thấp nhất thành phần ơ nhiễm trong khí xả động cơ.Với sự phát triển mạnh mẽ
của tin học trong vai trò dẫn đường, q trình tự động hóa đã đi sâu vào các
nghành sản xuất và các sản phẩm của chúng, một trong số đó là ơ tơ. Nhờ sự
giúp đỡ của máy tính để cải thiện q trình làm việc nhằm đạt hiệu quả cao và
chống ô nhiễm môi trường, tơi ưu hóa q trình điều khiển dẫn đên 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 nghành ơ tơ ở nước ta cịn nhiều lúng túng và sai sót nên cần có
những nghiên cứu cụ thể về hệ thống điện tử trên động cơ ô tô.
Vì vậy là một sinh viên ngành ô tô, nhóm em chọn đề tài “Tìm hiểu hệ
thống nhiên liệu diesel sử dụng bơm cao áp PE trên xe HYUNDAI AERO
SPACE” làm đề tài cho bài tập lớn môn học Hệ thống nhiên liệu động cơ đốt
trong. Nhóm rất mong với đề tài này nhóm sẽ củng cố tốt hơn kiến thức của bản
thân để khi ra trường có thể đóng góp vào sự phát triển của ngành cơng nghiệp ô
tô của nước ta.
Do thời gian làm bài tập lớn có hạn cũng với kiên thức cịn hạn chế, trong
bài làm khơng tránh khỏi những thiếu sót, nhóm rất mong nhận được sự đóng
góp ý kiến của các thầy và các bạn.
Nhóm xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Huy Chiến và các thầy trong
khoa đã giúp đỡ nhóm trong thời gian làm bài tập lớn.
Hà Nội, ngày 08 tháng 11 năm 2020
Sinh viên

Nhóm 19
4


Chương 1.

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
ĐỘNG CƠ DIESEL.

1.1. Quá trình phát triển của động cơ DIESEL.
Ra đời sớm từ những năm 1892 nhưng động cơ diesel không phát triển
như động cơ xăng do động cơ diesel gây ra nhiều tiếng ồn, khí thải bẩn. tuy
nhiên cùng với sự phát triển của kỹ thuật công nghệ các vấn đề được giải quyết
và động cơ Diesel ngày càng trở nên phổ biến và hữu dụng.
Khi mới ra đời các hệ thống động cơ diesel được điều khiển bằng cơ khí
nên công suất động cơ, suất tiêu hao nhiên liệu, các chế độ hoạt động của động
cơ chưa được hoàn thiện trong q trình sử dụng và gây nhiều khó khăn cho
người sử dụng. Do đó với cộc cách mạng khoa học kỹ thuật ra đời vào những
năm 50-60 của thế kỷ XX đã có tác dụng tích cực làm thay đổi khả năng tự động
điều khiển của động cơ, với sự trợ giúp chủ yếu của các cảm biến, bộ xữ lý và
các bộ thừa hành làm cho quá trình điều khiển động cơ thích ứng vớii điều kiện
làm việc nhanh hơn và chính xác hơn rất nhiều so với các hệ thống điều khiển
cơ khí, thủy lực thường dùng.
Các nghiên cứu cải tiến động cơ Diesel trước hết liện quan đến việc hoàn
thiện kỹ thuật phun, đặc biệt là việc áp dụng kỹ thuật phun điều khiển điên tử
cho phép nâng cao momen và công suất, giảm ồn , giảm ơ nhiễm khơng khí…
các nghiên cứu này sẽ liên quan chủ yếu đến áp suất phun, dạng quy luật phun
và độ chính xác của lượng nhiên liệu phun. Một ví dụ điển hình về các kĩ thuật
phun mới là sự phát triển hệ thống nhiên liệu common-rail. Trong hệ thống này,
áp suất phun có thể được modun hóa một cách tùy ý

1.2. Hệ thống nhiên liệu động cơ DIESEL.
Nhiệm vụ, yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu động cơ diesel.
Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel có những nhiệm vụ sau:
5


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 mơi 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 cơng 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 q 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.

6


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 xốy
lốc của mơi 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 khơng cần thiết
về mặt cơng nghệ chế tạo, ảnh hưởng xấu tới tuổi thọ của bơm cao áp và vịi
phun, mặc dầu về mặt chất lượng phun có được cải thiện chút ít.
Cấu tạo của hệ thống nhiên liệu của động cơ Diesel phải thoả mãn những
yêu cầu cơ bản sau:
1. Bền và có độ tin cậy cao.
2. Dễ chế tạo, giá thành chế tạo rẻ.
3. Dễ dàng và thuận tiện trong việc bảo dưỡng và sữa chữa.
1.2.1. Đặc điểm hình thành hịa khí trong động cơ diesel.
Q trình hình thành hịa khí trong động cơ diesel có hai đặc điểm chính
sau:
Hịa khí được hình thành bên trong xilanh động cơ với thời gian rất ngắn.
Tính theo góc quay trục khuỷu chỉ bằng 1/10 đến 1/20 so với trường hợp máy
xăng. Ngồi ra nhiên liệu diesel lại khó bay hơi hơn xăng nên phải phun thật tơi
và hòa trộn đều với khơng khí trong buồng cháy nhằm tạo ra hịa khí. Mặt khác
nhằm đảm bảo cho nhiệt độ khơng khí trong buồn cháy tại thời gan phun nhiên
liệu phải đủ lớn để hịa khí có thể tự bốc cháy.
Q trình hình thành hịa khí và q trình bốc cháy nhiên liệu của động cơ
diesel chồng chéo lên nhau. Sau khi phun nhiên liệu, trong buồn cháy diễn ra

một loạt thay đổi về lý hóa nhiên liệu, sau đó phần nhiên liệu được phun vào
trước đã được tạo ra hịa khí, tự bốc cháy, trong khi nhiên liệu vẫn được phun
tiếp, cung cấp cho xilanh của động cơ. Như vậy sau khi đã cháy một phần, hịa
khí thay đởi liên tục trong không gian và suốt thời gian của quá trình.

7


Chính đặc điểm của q trình hình thành hồ khí và quá trình cháy như
vậy nên để cho phù hợp thì động cơ diesel có rất nhiều loại buồng cháy khác
nhau tuỳ theo cấu tạo của động cơ và mục đích sử dụng động cơ. Hiện nay
buồng cháy của động cơ diesel được phân loại theo hai cách.
Dựa vào vị trí bay hơi của nhiên liệu thì được chia thành:
+ Hình thành kiểu màng trực tiếp .
+ Hình thành kiểu thể tích.
+ Hình thành kiểu thể tích - màng.
Dựa vào nhân tố điều khiển và sự hình hành hồ khí thì chia thành:
+ Phun trực tiếp
+ Phun gián tiếp
Đối với động cơ phun trực tiếp thì buồng cháy trong động cơ được chia
thành:
+ Buồng cháy thống nhất.
+ Buồng cháy khoét lõm sâu trên đỉnh piston.
Còn động cơ sử dụng hệ thống nhiên liệu phun gián tiếp thì buồng cháy
của động cơ cũng được chia thành ba loại sau đây:
+ Buồng cháy xốy lốc.
+ Buồng cháy dự bị.
+ Buồng cháy khơng khí.
Q trình hình thành hỗn hợp của động cơ D iesel chỉ chiếm một thời gian
nhỏ do đặc điểm kết cấu của động cơ và hình thành hỗn hợp nhiên liệu là hỗn

hợp khơng đồng nhất. Vì vậy q trình hình thành là một quá trình rất phức tạp
và diễn ra ở nhiều giai đoạn khác nhau.

8


a

b

d

c

e

f

Hình 1-1 Một số buồng cháy động cơ Diesel
a,d: Buồng cháy thống nhất.
b,e,f : Buồng cháy khoét sâu.
c : Buồng cháy khơng khí.
Q trình hình thành hồ khí tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau nhưng
chủ yếu là phụ thuộc vào kết cấu của buồng cháy trong động cơ. Dưới đây là các
kiểu hình thành hồ khí trong buồng cháy.
1.2.1.1.

Hình thành kiểu màng trực tiếp.

Hình thành hồ khí kiểu màng dựa trên kết quả phối hợp giữa dịng

chảy xốy lốc của môi chất với màng nhiên liệu được tráng trên thành buồng
cháy. Hơi nhiên liệu từ màng bay hơi lên cuốn theo dịng khí xốy lốc tạo thành
hồ khí; chất lượng của hồ khí phụ thuộc và nhiệt độ của thành buồng cháy và
diện tích màng nhiên liệu được tráng trên thành. Ngun tắc hình thành hồ khí
kiểu màng được kỹ sư Meurer của hãng MAN sáng chế, vì vậy cịn được gọi là
q trình M.

9


Buồng cháy phần lớn có dạng hình cầu, cá biệt có dạng elip trịn xoay,
nên cịn có tên là buồng cháy hình cầu. Tuy nhiên việc hình thành hồ khí cũng
như q trình cháy khơng giống như các loại buồng cháy khoét sâu trên đỉnh
piston thông thường.
* Đặc điểm quan trọng nhất của q trình M:
Là dùng vịi phun có một hoặc hai lỗ phun, nhiên liệu được phun
thuận chiều dịng xốy và tiếp tuyến với thành buồng cháy như ở hình vẽ 2.2.
Nhờ tác dụng của dịng xốy mạnh, nhiên liệu được tráng đều trên thành buồng
cháy tạo ra màng mỏng. Nhiệt độ thành buồng cháy được giữ nhất định, điều
khiển tốc độ bay hơi của nhiên liệu.

C

Hình 1-2 Q trình M
C: Màng nhiên liệu
* Đặc tính của q trình M :
Một ít nhiên liệu được hình thành hồ khí theo kiểu khơng gian tự
bốc cháy, sau đó châm cháy số hồ khí hình thành từ màng. Do số hồ khí được
chuẩn bị trong thời kỳ cháy trễ tương đối ít nên động cơ chạy êm, khơng có hiện
tượng gõ máy do tính tự cháy kém của nhiên liệu làm tăng thời gian cháy trễ gây

ra, nên động cơ có thể dùng nhiều loại nhiên liệu. Chỉ số xê-tan rất thấp nên phải
tăng tỉ số nén và phải dùng hệ thống phun thích hợp.
10


Dưới tác dụng của dịng khí lướt qua bề mặt màng, tầng tầng lớp lớp
nhiên liệu được cuốn theo dòng khí tạo thành hồ khí. Một phần nhiên liệu được
phun vào khơng gian, có nhiệt độ cao với thành phần hồ khí thích hợp sẽ tự bốc
cháy trước tạo nên nguồn lửa châm cháy số hồ khí được hình thành từ màng
nhiên liệu. Trong khi cháy thì nhiệt độ mơi chất tăng dần càng làm tăng tốc độ
bay hơi của nhiên liệu và tốc độ hình thành hồ khí. Nhờ tác dụng của hiện
tượng của “hồ khí nóng” phần hồ khí đã cháy đi vào tâm buồng cháy, cịn
phần khơng khí thì từ tâm buồng cháy dần dần đi ra phía thành làm tăng tốc độ
hình thành hồ khí .
Do phần lớn nhiên liệu được bay hơi từ màng, không có hiện tượng nhiên
liệu bị phân giải ở nhiệt độ cao do thiếu ôxy nên giảm hàm lượng muội than
trong khí xả, mặt khác thì hệ số sử dụng khơng khí khi cháy rất lớn, ở chế độ
thiết kế có thể dùng  = 1,05.
1.2.1.2.

Hình thành kiểu thể tích.

Hình thành hồ khí kiểu thể tích là cách phun tơi nhiên liệu vào hầu khắp
không gian buồng cháy để các hạt nhiên liệu được sấy nóng, bay hơi và hồ trộn
đều với khơng khí tạo ra hồ khí.
Thực ra phân loại buồng cháy theo ngun tắc hình thành hồ khí khơng
có tính tuyệt đối vì trong q trình M có khoảng 20  30% nhiên liệu được hình
thành hồ khí theo kiểu thể tích và trong các buồng cháy hình thành hồ khí theo
kiểu thể tích cũng có được một ít nhiên liệu được hình thành hồ khí theo kiểu
màng. Vì vậy nếu nói chính xác thì phải gọi nặng về hình thành hồ khí kiểu

màng và nặng về hình thành hồ khí kiểu thể tích.
db
0,75 0,9
Phần lõm trên đỉnh Piston có thành mỏng với tỉ số D
và

khơng sâu. Vịi phun có lỗ phun có đường kính nhỏ d= 0,15 - 0,25(mm) với số
lỗ từ 5-10 lỗ, áp suất phun lớn 20-60 MN/m2. Tia phun nhiên liệu tới sát thành
buồng cháy nhưng không chạm vào thành buồng cháy.
11


db
D

Hình 1-3 Buồng cháy thống nhất với phương pháp hỗn hợp thể tích
D: đường kính piston;

db: đường kính phần khoét lõm

Khi piston đi lên trong quá trình nén, hiện tượng khơng khí bị chèn vào
khơng gian trên đỉnh piston xảy ra khơng mãnh liệt. Nói cách khác, xốy lốc
khơng mạnh nên ít ảnh hưởng đến q trình hình thành hỗn hợp (buồng cháy ít
tận dụng xốy lốc khơng khí). Nhiên liệu được phun ra rất tơi và tia phun phù
hợp với profin buồng cháy, do đó tia nhiên liệu đã thâm nhập đến phần lớn thể
tích buồng cháy, tạo quá trình bay hơi hịa trộn nhiên liệu với khơng khí để hình
thành hỗn hợp. Vì vậy, người ta gọi đây là phương pháp hình thành thể tích.
1.2.1.3.

Hình thành kiểu thể tích - màng.

d
D

Hình 1-4 Buồng cháy thống nhất với phương pháp hỗn hợp thể tíchmàng.
db
0,35 0,75
Phần khơng gian trên đỉnh Piston có thành dịng với D

và khá sâu, có hình dáng đa dạng như kiểu  , . Tỷ lệ thể tích khơng gian trên
12


đỉnh piston Vb và thể tích buồng cháy Vc là lớn trong khoảng 0,75 - 0,9. Vịi
phun có số lỗ từ (3-5) lỗ, áp suất phun lớn 15-20MN/m2.
Khi Piston đi lên trong q trình nén thì khối lượng khơng khí giữa nắp
xylanh và đỉnh Piston bị chèn mãnh liệt vào khơng gian trên đỉnh Piston tạo ra
chuyển động xốy lốc hướng kính với cường độ lớn (buồng cháy tận dụng xoáy
lốc). Đến thời điểm nhiên liệu được phun vào, một phần bị xốy lốc xé nhỏ và
hịa trộn với khơng khí tạo thành hỗn hợp, phần cịn lại gần 50% bám lên thành
buồng cháy tạo thành màng và được dòng khí xốy lốc cuốn dần tạo thành hỗn
hợp. Phương pháp hỗn hợp này gọi là phương pháp hỗn hợp thể tích màng.
Như vậy, muốn nâng cao tính năng của động cơ cần phải đàm bảo nạp
nhiều nhất khơng khí mới vào xylanh, phải nâng cao hết mức hiệu suất sử dụng
số khơng khí này, có nghĩa là phải đảm bảo cho nhiên liệu được cháy kiệt với hệ
số dư lượng khơng khí  nhỏ nhất và q trình cháy phải được kết thúc ở khu
vực gần điểm chết trên. Do đó, kết cấu của buồng cháy phải phù hợp với q
trình hình thành hịa khí và q trình cháy nhiên liệu là khâu then chốt quyết
định tính năng động lực và tính năng kinh tế của động cơ Diesel
1.2.2. Đặc điểm của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel.

1.2.2.1.

Sơ đồ hệ thống nhiên liệu

.

Đặc điểm khác biệt của động cơ diesel so với động cơ xăng là địa điểm và
thời gian hình thành hồ khí. Trong động cơ xăng, hồ khí bắt đầu hình thành
ngay từ khi xăng được hút khỏi vòi phun vào đường nạp (động cơ dùng bộ chế
hồ khí)
hoặc được phun vào đường ống nạp (động cơ phun xăng). Q
trình trên được cịn tiếp diễn trong xylanh, suốt quá trình nạp và quá trình nén
cho đến khi được đốt cháy cưỡng bức bằng tia lửa điện. Ở động cơ diesel gần
cuối quá trình nén, nhiên liệu mới được phun vào buồng cháy động cơ để hình
thành hồ khí rồi tự bốc cháy. Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel là bộ phận
quan trọng nhất của động cơ thực hiện sự hình thành hồ khí kể trên.
Bơm chuyển nhiên liệu (9) hút nhiên liệu từ thùng chứa (12), sau đó đẩy
tới bầu lọc tinh (2). Tại bầu lọc tinh nhiên liệu được lọc sạch tạp chất, sau đó
nhiên liệu theo đường ống (3) tới bơm cao áp (8). Bơm cao áp tạo cho nhiên liệu
một áp suất đủ lớn theo đường ống cao áp (6) đến vòi phun (4) cung cấp cho
xylanh động cơ.
13


Nhiên liệu rò qua khe hở trong thân kim phun của vòi phun và trong các
tổ bơm cao áp được theo đường ống dẫn (5) và (11) trở về thùng chứa.
Nhiên liệu đi vào trong xylanh bơm cao áp không được lẫn khơng khí vì
khơng khí sẽ làm cho hệ số nạp của các tổ bơm không ổn định, thậm chí có thể
làm gián đoạn q trình cấp nhiên liệu. Khơng khí lẫn trong hệ thống nhiên liệu
có thể là do khơng khí hịa tan trong nhiên liệu tách ra khi áp suất thay đổi đột

ngột, cũng có thể do khí trời lọt vào do đường ống khơng kín, đặc biệt là ở
những khu vực mà áp suất nhiên liệu thấp hơn áp suất khí trời. Để xả khơng khí
ra khỏi hệ thống nhiên liệu trên bầu lọc, trên vòi phun và trên bơm cao áp có
bulơng xả khí.
1

2

3
5

4

6
7

8

13

9

10

11

12

Hình 1-5Sơ đồ hệ thống nhiên liệu diesel
1- Bulơng xả khí; 2- Bầu lọc nhiên liệu; 3, 5, 6, 10, 11- Ống dẫn nhiên

liệu; 4- Vòi phu; 7- Van tràn; 8- Bơm cao áp; 9- Bơm chuyển; 12- Thùng chưa
nhiên liệu;
13- Bulông xả nước
Khơng khí từ ngồi trời qua lọc khí vào ống nạp rồi qua xupáp nạp đi vào
động cơ. Trong q trình nén các xupáp hút và xả đều đóng kín, khi piston đi lên
khơng khí trong xylanh bị nén. Piston càng tới sát điểm chết trên, khơng khí bên
trên piston bị chèn chui vào phần khoét lõm ở đỉnh piston, tạo ra ở đây dịng
xốy lốc hướng kính ngày càng mạnh. Cuối quá trình nén, nhiên liệu được phun

14


vào dịng xốy lốc này, được xé nhỏ, sấy nóng, bay hơi và hồ trộn đều với
khơng khí tạo ra hồ khí rồi tự bốc cháy.
Việc phân loại động cơ diesel chủ yếu dựa vào đặc điểm cấu tạo của bơm
cao áp. Hiên nay có các loại hệ thống nhiên liệu diesel chính là: hệ thống nhiên
liệu diesel sử dụng bơm cao áp thẳng hàng, hệ thống nhiên liệu diesel sử dụng
bơm cao áp loại phân phối, hệ thống nhiên liệu diesel hỗn hợp dùng bơm cao áp
vòi phun, hệ thống nhiên liệu common rail…
1.2.2.2.

Hệ thống nhiên liệu diesel sử dụng bơm cao áp loại dãy

và bơm cao áp loại phân phối.
a. Kết cấu bơm dãy
Kết cấu bơm cao áp loại dãy được thể hiện trên hình
1

2

3

A

4

A-A
11
1213

14
15
16
17

5
6

18
21

19
20
22
23
24

10

9

A

7

8

Hình 1-6 Bơm cao áp loại dãy (bosch)
1- Bulơng xả khí; 2- Vít hãm; 3- Đầu nối ống nhiên liệu đến vòi phun; 4Đầu 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.
15


Nguyên lý hoạt động : Piston đi xuống nhờ lực đẩy lị xo (19), van cao
áp (12) đóng kín, nhờ độ chân khơng được tạo ra trong khơng 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
ngồi ; khi đỉnh piston che kín hai lỗ A, B thì nhiên liệu ở khơng 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
khơng gian phía trên piston qua rãnh dọc thốt qua lỗ B ra ngoài khiến áp suất
trong xilanh giảm đột ngột, van cao áp được đóng lại.
b.Kết cấu Bơm phân phối.

B

Hình 1-7 Bơm phân phối

16

A


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 khơng; 14- Ống nối đường nạp; 15- Lị xo màng điều
chỉnh chân không; 16- Đường ống hồi dầu; 17- Vít điều chỉnh; 18- Địn 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 thốt B, khi piston xoay lỗ thốt này sẽ lần lượt ăn thơng
với các lỗ khoan chéo A trên đầu bơm. Trong hành trình cơng 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 cịn 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.
Bơm cao áp loại phân phối chỉ dùng một cặp piston-xylanh, đồng thời
dùng cách phân phối và định lượng thích hợp để đưa nhiên liệu cao áp đến các
xylanh của động cơ nhiều xylanh. Do đó loại bơm này có ưu điểm là trong kết
cấu ít cặp chi tiết địi hỏi độ chính xác cao, kích thước nhỏ gọn, làm việc tin cậy,
ít ồn hơn bơm cao áp thẳng hàng. Việc phân phối nhiên liệu cho các xylanh
đồng đều hơn và việc bảo dưỡng, sữa chữa cũng dễ dàng.

c. Các dạng cấu tạo vòi phun trong hệ thống nhiên liệu động cơ diesel sử
dụng bơm dãy và bơm phân phối.
Trên động cơ Diesel sử dụng hai loại vòi phun là : Vịi phun hở và vịi
phun kín. Vịi phun kín tức là loại vịi phun có van ngăn cách khơng gian trong
vịi phun với khơng gian trong buồng cháy động cơ.
Vịi phun kín được chia làm 4 loại :
+ Vịi phun kín tiêu chuẩn.
17


+ Vịi phun kín loại van.
+ Vịi phun kín có chốt trên kim phun.
+ Vịi phun kín loại van lỗ phun.
Vịi phun hở : Là loại vịi phun khơng có van ngăn cách khơng gian trong
vịi phun với khơng 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 khơng 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 lơ phun gây
kết cốc đầu vịi phun.
- Do khơng 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.

18

15

14
13

16

12
11
10

17

18
19

9
8

1

7

20
23

2
3

6

22

5
4

Hình 1-8 Các dạng vịi phun
a) Vịi phun hở; b) Vịi phun kín tiêu chuẩn; c) Vịi phun kín loại van lỗ
phun; d) Vịi phun Có chốt trên đầu kim
1- Thân; 2 ,7- Ê cu tròng; 3- Miệng phun; 4- Lỗ phun; 5- Đế kim; 6, 22Kim; 8- Chốt; 9- Đũa đẩy; 10- Đĩa lò xo; 11- Lò xo; 12- Cốc; 13- Vít điều
chỉnh; 14- Ê cu hãm; 15- Đầu nối; 16- Chụp; 17- Lưới lọc; 18- Thân vòi phun;
19- Đường nhiên liệu; 20, 21- Thân kim.

Khắc phục được nhược điểm trên, nên vịi 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 cơ.
Nguyên lý hoạt động vịi phun kín : Nhiên liệu cao áp được bơm cao áp
đưa qua lưới lọc (17), qua các đường (19) trong thân kim phun tới không gian
bên trên mặt côn tựa của van kim. Lực do áp suất nhiên liệu cao áp tạo ra tác
dụng lên diện tích hình vành khăn của van kim chống lại lực ép của lò xo. Khi
19

21


lực của áp suất nhiên liệu lớn hơn lực ép của lị xo thì van kim bị đẩy bật lên mở
đường thông cho nhiên liệu tới lỗ phun. Áp suất nhiên liệu làm cho van kim bắt
đầu mở được gọi là áp suất bắt đầu phun nhiên liệu.
1.2.2.3.

Hệ thống nhiên liệu diesel kiểu hỗn hợp sử dụng bơm cao

áp vòi phun.
Trong hệ thống nhiên liệu sử dụng bơm cao áp vịi phun tồn bộ thân vịi
phun và bơm cao áp được kết hợp thành một khối duy nhất. Kết cấu bơm cao áp
vịi phun thể hiện trên hình.

Hình 1-9 Kết cấu bơm cao áp vòi phun
1- Lỗ phun; 2- ổ kim

13

phun; 3- kim phun; 4- Lò

12
14

xo; 5- vỏ đầu bơm; 6-

11

bạc quay điều khiển; 7-

16

9

piston; 8- vỏ đầu bơm; 9chốt giới hạn; 10- ống

15

10

17

18

8
7

dẫn hướng; 11- lỗ định
vị; 12- lò xo; 13- đĩa lò

6
5

xo; 14-,15,16,17- bộ

19

phận lọc; 18- thanh răng
20

điều khiển; 19- Bạc; 20ống chặn

4

2
3
1

Bơm cao áp vòi phun
được lắp ngay trên đầu xylanh động cơ và được vân hành bằng cần nâng của
20