Phân tích cơ sở lý thuyết và mô phỏng đặc điểm, nguyên lý làm việc, quy trình tháo lắp hệ thống khởi động động cơ, chương 2 potx

CHƯƠNG
2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ ĐẶC ĐIỂM,
NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, QUY TRÌNH
THÁO L
ẮP, KIỂM TRA, ĐIỀU CHỈNH,
SỬA CHỮA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CỦA
ĐỘNG CƠ
DIESEL
Điều kiện để vận hành động cơ diesel. Nén và hệ thống nhiên
li
ệu là những yếu tố quan trọng nhất để vận hành động cơ diesel
m
ột cách có hiệu quả. Hệ thống sấy sơ bộ sấy nóng không khí nén
c
ần thiết cho sự khởi động động cơ nguội.
1. Nén. Động cơ diesel nén không khí để đạt được mức nóng cần
thiết cho nhiên liệu tự cháy. Do đó, nén trong động cơ diesel đóng
vai trò gi
ống như sự đánh lửa trong động cơ xăng.
2. Hệ thống nhiên
li
ệu.
Động cơ diesel không có bướm ga điều khiển công suất động
cơ như động cơ xăng. Công suất của động cơ xăng được kiểm soát
b
ằng đóng và mở bướm ga. Do đó kiểm soát lượng hỗn hợp nhiên
li
ệu vào. Tuy nhiên, động cơ diesel kiểm soát công suất động cơ
bằng điều chỉnh lượng mức độ phun nhiên liệu.
Hơn nữa, khi hành trình đốt cháy bắt đầu với việc

phun
nhiên
li
ệu, nó cũng điều chỉnh thời điểm phun nhiên liệu.
3. Hệ thống sấy nóng
s
ơ bộ.
Hệ thống sấy sơ bộ là nét đặc biệt của động cơ diesel. Hệ thống
s
ấy sơ bộ sấy
không khí nén bằng điện để khởi động động
cơ nguội.
Có hai loại: loại bugi sấy, nung nóng không khí bên trong buồng
cháy và lo
ại
sấy nóng trực tiếp không khí nạp từ bộ lọc
không khí.
4. Điều chỉnh công suất động cơ diesel. Trong động cơ diesel, nhiên
li
ệu được đưa vào sau khi không khí bị nén và tạo nhiệt độ và áp
su
ất cao. Để có áp suất nén cao ngay cả khi tốc độ của động cơ
chậm, một lượng lớn không khí được đưa vào các xylanh. Do đó,
không sử dụng bướm ga vì nó tạo ra lực cản nạp.
Trong động cơ diesel, công suất động cơ được điều chỉnh
bằng cách điều
chỉnh lượng nhiên liệu
phun vào.
- L
ượng phun nhiên liệu nhỏ: Công suất nhỏ

- Lượng phun nhiên liệu lớn: Công suất lớn
2.1. Chức năng, nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu
độ
ng cơ diesel
2.1.1. Ch
ức năng
Lọc sạch nhiên liệu rồi phun vào buồng đốt theo những yêu
c
ầu phù hợp với đặc điểm cấu tạo và tính năng của động cơ.
T
ừ góc độ chức năng, hệ thống nhiên liệu của động cơ Diesel
ph
ải thỏa mãn những yêu cầu chính sau:
2.1.1.1. Định lượng
Cung cấp những lượng nhiên liệu chính xác phù hợp với chế độ
làm việc của động cơ, cung cấp nhiên liệu đồng đều cho các xylanh
c
ủa động cơ nhiều xylanh.
H
ỗn hợp cháy được cung cấp vào xylanh phải tương ứng với
t
ải trọng của động cơ ở một chế độ bất kì cho trước. Lượng cung
c
ấp nhiên liệu chu trình (g
ct
) là một trong các thông số đặc trưng
cho ch
ế độ công tác của BCA được biểu diễn bằng
công th
ức sau:

g
ct

1000.N
e
.g
e
60.n
i
.

nl
.Z
(1)
Trong
đó :
g
ct
: Tổng số nhiên liệu được phun vào buồng đốt trong thời
gian m
ột chu
trình (mm
3
/ct).
N
e
: Công su
ất có ích của động cơ (Kw).
g
e

: Su
ất tiêu hao nhiên liệu riêng có ích
(g/Kw.h). Z: H
ệ số phụ thuộc vào số kì
c
ủa động cơ
Z=1 đối với động cơ
2 kỳ . Z=2 đối với
động cơ 4 kỳ.
n: Tốc độ quay của động cơ (v/p).
i: S
ố xylanh của động cơ.

nl
: Khối lượng riêng của nhiên liệu (kg/m
3
).
T
ừ công thức (1) ta thấy lượng nhiên liệu g
ct
cần phun vào
m
ỗi xylanh trong thời gian, chu trình công tác phải được điều chỉnh
phù hợp với chế độ làm việc của động cơ tức là phải phù hợp với
công su
ất của động cơ phát ra tốc độ quay tương ứng với công suất
đó.
v
b
Sự phụ thuộc này gọi là đặc tính cung cấp nhiên liệu, được

xác
định bởi kết cấu và tình trạng kỹ thuật của thiết bị nhiên liệu.
Đó
là đặc tính bên trong của BCA làm ảnh hưởng đến g
ct
mà không
có tác d
ụng của cơ cấu điều khiển.
Hiệu suất nạp của BCA:


g
1

1
g
(2)
g
vb vb
V .
F

n
Trong đó :

vb
: Hiệu suất nạp nhiên liệu của BCA.
g
1
: L

ượng nhiên liệu thực tế được nạp vào khoang bơm của
BCA trong một
chu trình công tác (g/Kw.h).
g
s:
: L
ượng nhiên liệu chứa đầy không gian công tác của
xylanh BCA ở điều
kiện áp suất trong khoang nạp (g/Kw.h).

Fn
: Mật độ của nhiên liệu trong khoang
n
ạp (kg/m
3
). V
sb
: Dung tích công tác của
xylanh BCA (m
3
).
Tr
ị số của hiệu suất nạp còn ảnh hưởng đến thời điểm bắt đầu
phun và lượng cấp nhiên liệu chu trình thực tế ứng với một vị trí của
cơ cấu điều khiển. Hiệu suất nạp chịu ảnh hưởng rất nhiều yếu tố
như: Sức cản thủy động, thể tích khoang nạp, áp suất và biến động
áp su
ất trong khoang nạp Độ ổn định của nó còn ảnh hưởng đến
chất lượng định lượng và định thời của hệ thống phun nhiên liệu.
Bên cạnh sức cản thủy động sự xuất hiện của các xung áp suất

trong khoang nạp tại thời điểm kết thúc quá trình phun Hình học
(thời điểm rãnh piston bắt đầu thông với khoang nạp) là hiện tượng
còn ảnh hưởng rất lớn đến trị số và sự biến động của hiệu suất nạp.
Đối
với các động cơ nhiều xylanh lượng nhiên liệu chu trình
được phun vào các xylanh phải bằng nhau nhằm hạn chế những tác
h
ại đã nêu. Sự khác nhau giữa lượng nhiên liệu chu trình cung cấp
cho các xylanh của 1 động cơ được đánh giá
thông qua “
độ cấp không đồng đều”:

nl
 2.
g
ct
max

ctm
g
im
g
ct
max

ctm
g
im
Độ cấp nhiên liệu không đồng đều là một trong những
nguyên nhân gi

ảm công suất và tuổi thọ của động cơ, tăng suất tiêu
hao nhiên li
ệu và gây một số biểu hiện khác ở động cơ. Trong thực
t
ế sử dụng không thể điều chỉnh hệ thống phun nhiên liệu còn thể
đạt đượ
c o
nl
= 0 mà
định kì người ta phải điều chỉnh để những giá
tr
ị độ lệch này nằm trong giới hạn cho phép.
2.1.1.2. Định thời
Phun nhiên liệu vào buồng đốt đúng thời điểm, theo quy luật
phù hợp với đặc điểm tổ chức quá trình cháy.
Th
ời điểm tạo hỗn hợp cháy do thời điểm phun nhiên liệu quyết
đị
nh. Nếu hỗn hợp cháy đúng lúc thì quá trình cháy sẽ diễn ra và kết
thúc đúng lúc với trị số p
z
và w
tb
vừa phải.
Thông số để đánh giá thời điểm tạo hỗn hợp cháy là góc
phun s
ớm (
fs
).
Trong quá trình s

ử dụng động cơ 
fs
b
ị thay đổi do các nguyên nhân
ch
ủ yếu sau:
 Các chi tiết chuyển động bị hao mòn (các khớp nối trục đối
với bơm, các con lăn )
 Các cam nhiên liệu bị hao mòn.
 Đặc tính của các cặp lắp ghép chính xác khác nhau.
 Cặp lắp ghép piston – xylanh BCA bị hao mòn.
S
ự điều chỉnh ban đầu bị thay đổi hoặc còn sai sót trong các hệ
thống truyền động (con đội, nối ghép bị lỏng ).
Hình.2.1 bi
ểu thị ảnh hưởng của thời điểm phun nhiên liệu đến
quá trình cháy. Khi phun nhiên liệu quá sớm, giai đoạn cháy trễ
tăng
vì áp suất và nhiệt độ không khí lúc bắt đầu phun thấp. Tốc độ
tă
ng áp suất cũng như áp suất cháy cực đại do tập trung một lượng
nhiên li
ệu lớn trong buồng cháy đến thời điểm bốc cháy và phần
lớn nhiên liệu cháy ở gần ĐCT khi thể tích công tác xylanh nhỏ và
n
ồng độ ôxy lớn (đường 1 - hình .2.1).
Ng
ược lại khi 
fs
quá mu

ộn, giai đoạn cháy trễ giảm, động cơ
làm việc êm
h
ơn, công suất động cơ giảm và cháy không hoàn toàn vì một phần
lớn nhiên liệu
cháy ở quá trình cháy giãn nở, tốc độ tăng áp suất và áp suất cháy
c
ực đại còn trị số
nhỏ (đường 3 - hình.2.1).
P
1
2
3
C
11
C
1
2
C
13







 



Ñ
C
T
Hình.2.1. Ảnh hưởng của thời điểm phun nhiên liệu đến
chất lượng của
quá
trình
cháy
.
Đường số 1-Thời điểm
phun quá sớm. Đường số
2-Thời điểm phun đúng
lúc. Đường số 3-Thời
điểm phun quá trễ