Nghiên cứu hệ thống nhiên liệu động cơ DIEZEN

PHẦN 1. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL
CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT ĐỘNG CƠ DIESEL
1. TIỂU SỬ ĐỘNG CƠ :
Ngày nay động cơ diesel đã trở thành nguồn động lực hết sức chủ yếu của
thế giới trên hầu hết khắp mọi lónh vực : phát điện, nguồn động lực tónh tại, lắp
trên tàu thủy, xe lửa và nhất là ô tô vận tải.
Để chiếm được ưu thế này, lòc hsử chế tạo động cơ đã phải trải qua biết bao thăng
trầm biến đổi, cải tiến liên tục. Đó là công lao của các nhà lí thuyết tiên phong
như: Gin BacBơ (nguyên lí cháy của nhiên liệu trong xilanh – 1791), LơBông
(nguyên lí động cơ đốt trong – 1801), Venman Rait (đề nghò đánh lửa ở điểm chết
trên – 1833)… sau đó là các nhà thiết kế như LơNoa (cha đẻ của động thì 1878),
Gotlip Đamle (động cơ 4 thì chạy xăng – 1885).
Đó là những phát minh tạo tiền đề cho sự ra đời của động cơ diesel năm
1897.
RUDOLF Diesel là nhà phát minh ra động cơ diesel. ng là con một gia đình gốc
Đức di cư sang Pháp, ông sinh năm 1858 tại Pari đến năm 1870 chiến tranh Pháp
– Phổ bùng nổ, gia đình ông phải trốn sang Luân Đôn, ông được gửi sang
Augsboung (Đức) để ăn học, sau khi học xong kó thuật, ông tiếp tục bậc đại học
Munich và nghiên cứu về động cơ nhiệt. ng trình bày luận văn với nhan đề “Lí
thuyết kết cấu của một loại động cơ nhiệt lý tưởng thay thế cho máy hơi nước”.
Đây là một loại động cơ mới, đốt bằng mọi thứ nguyên liệu, không cần hệ thống
đáng lửa và bộ chế hòa khí.
Lúc bấy giờ chỉ có hai hãng lớn của Đức là CơRơp và Man nhận thực hiện đồ án
của ông. Qua rất nhiều lần thí nghiệm thất bại, cuối cùng đến năm 1892 chiếc
động cơ diesel đầu tiên của thế giới đã ra đời. Từ đó giới kó nghệ ở khắp nơi đã
chú ý đặc biệt đến kiểu động cơ này và tranh nhau hợp tác với ông. Năm 1895
kiểu máy cuối cùng của ông đạt kết quả mỹ mãn. ng nhường quyền sáng chế ở
Đức, o, Hung, Thụy Só. ng trở thành tỷ phú năm 1897 sau khi kí giao kèo với
Mỹ để khai thác động cơ này.
Năm 1900 trong triễn lãm quốc tế ở Pari ông được phần thưởng danh dự.
Năm 1907 ra đời động cơ Diesel tàu thủy 4 thì.

Năm 1911 ra đời động cơ diesel 2 thì và sau đó ông mất tích trên một chiếc
tàu từ DRESDEN chở ông sang Anh quốc vào ngày 30 – 9 – 1913.
Nhắc đến động cơ diesel, người ta cũng không quên Rober Bosch, người
Đức đã phát minh ra bơm cao áp và vòi phun nổi tiếng cùng biết bao kó sư khác đã
tiếp tục hoàn thiện loại động cơ này.
Ngày nay, động cơ diesel được dùng phổ biến hầu hết mọi lónh vực, ngay cả
các xe du lòch vì nó tiết kiệm nhiên liệu, công suất lớn, ít hư hỏng và giảm ô
nhiễm môi trường.
1
2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL.
2.1. Nguyên lý hoạt dộng của động cơ diesel 4 kỳ
a. Kỳ một (quá trình nạp): piston đi từ điểm chết trên (ĐCT) xuống điểm
chết dưới (ĐCD), xupap nạp mở, không khí được nạp vào xilanh sau khi lọc sạch
tại bộ lọc không khí.
b. Kỳ hai (quá trình nén): Piston di chuyển từ ĐCD lên ĐCT, hai xupap
đóng kín, không khí được nén trong xilanh. Vào cuối kì nén, áp suất không khí
trong buồng đốt đạt khoảng 30kG/cm
2
.
Để tạo điều kiện tốt cho không khí cháy một cách kòp thời và nhiệt lượng
sinh ra được tận dụng triệt để thì việc đốt cháy hỗn hợp phải được thực hiện trước
khi piston tới ĐCT. Vì vậy cuối kì nén vòi phun phun nhiên liệu vào xilanh.
c. Kỳ ba (quá trình cháy – giãn nở). Piston ép không khí gần đến ĐCT, dầu
diesel được phun vào buồng đốt với áp suất cao khoảng 150kG/cm
2
tán thành
sương, gặp không khí nóng tự bốc cháy, áp suất tăng vọt lên khoảng 70kG/cm
2
,
tạo áp lực sinh công đẩy piston đi xuống.

d. Kỳ bốn (quá trình thải). Piston dòch chuyển từ ĐCD lên ĐCT đẩy sản vật
cháy ra khỏi xilanh động cơ qua xupap thải đang mở.
Khi kỳ bốn kết thúc thì động cơ đã thực hiện được một chu trình công tác,
tiếp theo nhờ quán tính quay của bánh đà giúp động cơ thực hiện chu trình công
tác tiếp theo. Chính vì vậy mà động cơ có thể làm việc được liên tục.
2.2. Nguyên lý hoạt động của động cơ diesel 2 kỳ.
Hình 1. Hoạt động của động cơ hai kỳ quét thẳng qua xupap xả.
a – kỳ một: cháy – giãn nở, xả, quét; b – kì hai: xả, quét, nén, phun nhiên liệu;
1 – ống hút; 2 – bơm quét khí; 3 – piston; 4 – xupap xả; 5 – vòi phun; 6 – ống thải; 7 – không
gian chứa khí quét; 8 – cửa quét.
2
Trong động cơ hai kỳ, để hoàn thành một chu trình công tác piston thực hiện
hai hành trình và trục khuỷu của động cơ phải quay một vòng. Khác với động cơ
bốn kỳ, trên động cơ hai kỳ quá trình tay đổi môi chất công tác (quá trình nạp môi
chất mới và thải sản vật cháy) được thực hiện khi piston ở lân cận ĐCT, không có
quá trình nạp và xả riêng biệt. Khi đó việc thải sản vật cháy ra khỏi xilanh được
thực hiện nhờ không khí được nén trước tới một áp suất nhất đònh, không nhờ vào
sức đẩy của piston như động cơ bốn kỳ. Chính vì điều này đã làm cho quá trình
thay đổi môi chất của động cơ hai kỳ xảy ra tổn thất do môi chất mới chưa tham
gia vào quá trình cháy cùng với khí xả đi ra ngoài theo đường ống thải.
a. Kỳ một – giãn nở: tương ứng với hành trình piston từ ĐCT xuống ĐCD.
Trong xilanh vừa mới thực hiện quá trình cháy và bắt đầu quá trình giãn nở tức là
thực hiện quá trình sinh công. Khi piston sắp mở cửa quét thì xupap xả 4 được mở
trước, sản vật cháy bắt đầu từ xilanh thoát ra ống thải, lúc ấy áp suất trong xilanh
tụt nhanh. Piston mở cửa quét muộn hơn khi áp suất môi chất trong xilanh xấp xỉ
bằng áp suất khí quét trong không gian 7. Không khí quét qua cửa quét đi vào
xilanh, tiếp tục đẩy sản vật cháy còn lại qua xupap xả ra đường thải và thay thế
khí xả nạp đầy xilanh. Quá trình đó được gọi là quá trình thay đổi môi chất.
Như vậy trong thời gian của kỳ một trong xilanh thực hiện quá trình cháy
của nhiên liệu và nhả nhiệt, giãn nở của môi chất, xả khí thải, quét và nạp đầy

môi chất mới.
b. Kỳ hai – nén: tương ứng với hành trình piston từ ĐCD lên ĐCT. Đầu kỳ hai,
tiếp tục quá trình quét và nạp đầy môi chất mới vào xilanh. Thời điểm đóng kín
cửa quét và đóng kín xupap xả quyết đònh thời điểm kết thúc quá trình thay đổi
môi chất. Cửa quét có thể đóng đồng thời hoặc muộn hơn so với xupap xả. Áp
suất môi chất trong xilanh động cơ cuối thời kì thay đổi môi chất thường lớn hơn
áp suất khí trời và phụ thuộc vào áp suất khí quét. Từ lúc kết thúc quá trình thải
và đóng kín cửa quét sẽ bắt đầu quá trình nén. Trước khi piston tới ĐCT ( trước
ĐCT khoảng 10 – 30
0
góc quay trục khuỷu) nhiên liệu được phun qua vòi phun 5
vào xilanh động cơ.
Như vậy trong thời gian của kì hai, trong xilanh thực hiện các quá trình sau:
kết thúc các quá trình thải, quét và nạp đầy môi chất mới vào xilanh ở đầu hành
trình, sau đó thực hiện quá trình nén.
Khác với động cơ bốn kì, trong động cơ hai kì không có các kì nạp và xả
riêng, các kì này đòi hỏi một vòng quay trục khuỷu. Ở động cơ hai kì, quá trình
thay đổi môi chất được thực hiện trên đoạn nhỏ của các kì chính, cuối kì giãn nở
và đầu kì nén.
3. NHIÊN LIỆU DIESEL.
Nhiên liệu dùng cho động cơ đốt trong chủ yếu là nhiên liệu lỏng, là các
sản phẩm được tạo ra từ dầu mỏ vì loại này có nhiệt trò lớn, ít tro, dễ vận chuyển
và bảo quản. Trong dầu mỏ có những hydrocacbon chủ yếu sau: parafin(ankan)
3
C
n
H
2n+2
, hydrocacbon vòng (xycloankan) C
n

H
2n
và hydrocacbon thơm C
n
H
2n-6
,
C
n
H
2n-12
.
Nhiên liệu diesel không những được dùng trong các động cơ diesel mà còn
dùng trong các tuabin khí, động cơ tàu thủy. Thành phần chủ yếu của nhiên liệu là
các hợp chất hydrocacbon có trong các phân đoạn chưng cất từ dầu thô, ngoài ra
trong nhiên liệu diesel còn có chứa một số phụ gia nhằm cải thiện phần nào chất
lượng nhiên liệu như phụ gia cải thiện trò số xêtan, phụ gia chống đông…
3.1. Phân loại dầu diesel.
Dựa theo tốc độ động cơ và trò số xêtan của nhiên liệu, có hai nhóm nhiên
liệu diesel thương phẩm hiện nay:
a.Nhóm 1: nhiên liệu diesel dùng cho động cơ cao tốc, phân thành hai loại
nhiên liệu:
+ Loại thường: có chỉ số xêtan bằng 52 nhưng phạm vi độ sôi rộng hơn 175
– 345
0
C, thường được sản xuất bằng cách pha trộn theo những tỉ lệ hợp lí các phân
đoạn của dây chuyền chế biến. Nhiên liệu này cũng dùng cho động cơ cao tốc,
nhưng chất lượng kém hơn loại cao cấp.
+ Loại cao cấp: có chỉ số xêtan bằng 50 và phạm vi độ sôi 180 – 320
0

C,
được dùng cho động cơ tốc độ cao như các loại xe buýt, xe ô tô và xe tải. Loại này
thường được sản xuất từ phân đoạn chưng cất trực tiếp.
b.Nhóm 2: nhiên liệu diesel cho động cơ tốc độ thấp.
Nhiên liệu nhóm này cũng đòi hỏi có những tiêu chuẩn tương tự như nhiên
liệu cho động cơ cao tốc, tuy nhiên chỉ số xêtan của chúng kém hơn, chỉ bằng 40 –
45, độ bay hơi thấp và điểm sôi cuối sao hơn (360 – 370
0
C).
Theo TCVN 5689 – 1997, dựa vào hàm lượng có thể phân chia nhiên liệu
diesel thành hai loại sau:
+ Nhiên liệu diesel có hàm lượng lưu huỳnh không lớn hơn 0.5% khối
lượng, kí hiệu là DO 0.5%S
+ Nhiên liệu diesel có hàm lượng lưu huỳnh từ lớn hơn 0.5% đến 1% khối
lượng, kí hiệu là DO 1%S.
3.2. Các tính chất cơ bản của dầu diesel dùng trong động cơ đốt trong.
a.Độ nhớt.
Độ nhớt quyết đònh khả năng lưu động và hóa sương của nhiên liệu, do đó
cũng quyết đònh đặc tính cháy của nhiên liệu trong xilanh. Độ nhớt quy ước là tỉ
số thời gian 200cc nhiên liệu chảy qua thiết bò đo so với cùng một thể tích nước
cất chảy qua thiết bò đo ở nhiệt độ 20
0
C. Độ nhớt quy ước thường dùng là
ENGLER (
0
E).
Độ nhớt lớn sẽ ảnh hưởng xấu cho hoạt động của bơm cao áp và kim phun
cũng như đối với áp suất phun dầu. Ngược lại nếu độ nhớt quá lỏng sẽ không làm
kín tốt xylanh piston bơm cao áp và kim phun, đồng thời nhiên liệu thiếu đặc tính
4

bôi trơn, một yếu tố vô cùng quan trọng đối với bơm cao áp và kim phun nhiên
liệu.
b.Nhiệt độ bén lửa.
Là nhiệt độ thấp nhất mà nhiên liệu bén lửa, nó được dùng làm chỉ tiêu
phòng hỏa cho nhiên liệu. Nhiệt độ bén lửa của dầu diesel phải trên 65
0
C.
c.Nhiệt độ tự cháy.
Là nhiệt độ mà nhiên liệu có thể tự nó bốc cháy và tiếp tục cháy không cần
nguồn châm lửa từ bên ngoài. Nhiệt độ tự cháy của dầu diesel là 280
0
C.
Parafin(ankan) C
n
H
2n+2
có nhiệt độ tự cháy thấp nhất, ngược lại hydrocacbon thơm
C
n
H
2n-6
, C
n
H
2n-12
có nhiệt độ tự cháy cao nhất.
Trong quá trình cháy của động cơ diesel, khi dầu diesel được phun vào
buồng đốt phải trải qua giai đoạn cháy trễ trước khi bốc cháy. Giai đoạn này
không được kéo dài lắm, nếu không nhiên liệu sẽ bò dồn đọng gây ra nổ dộng.
d.Nhiệt trò của nhiên liệu.

Nhiệt trò của nhiên liệu là lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1kg
nhiên liệu. Nhiệt trò rất quan trọng vì nó quyết đònh công suất động cơ. Nhiệt trò
của dầu diesel khoảng 10.000calo.
e.Lượng tro và nước.
Nước là một tạp chất cần tránh trong nhiên liệu vì nó làm giảm nhiệt trò của
nhiên liệu, làm cho xilanh mau mòn, với động cơ cao tốc yêu cầu hoàn toàn
không có lẫn nước trong nhiên liệu.
g.Chỉ số xêtan.
Chỉ số xêtan liên quan đến đặc tính cháy của nhiên liệu diesel. Một chỉ số
xêtan cao nhiên liệu sẽ cháy nhanh và bén lửa dễ ở nhiệt độ tương đối thấp. Một
chỉ số xêtan thấp nhiên liệu sẽ cháy chậm và cần nhiệt độ cao hơn để bén lửa.
Nếu nhiên liệu diesel có chỉ số xêtan thấp thì cần nhiều thời gian để đốt
cháy. Đặc tính này gây ra hiện tượng cháy trễ làm đọng nhiên liệu trên đỉnh
piston đưa đến hiện tượng nổ dộng. Ngược lại, nhiên liệu diesel có chỉ số xêtan
cao sẽ bốc cháy tức thì sau khi được phun vào buồng đốt, động cơ nổ êm hơn.
5
CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL
1. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI.
1.1. Nhiệm vụ:
Hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel có những nhiệm vụ sau:
+ Chứa nhiên liệu dự trữ, đảm bảo cho động cơ hoạt động liên tục trong một
khoảng thời gian quy đònh.
+ Lọc sạch nước và tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu.
+ Cung cấp lượng nhiên liệu cần thiết cho mỗi chu trình ứng với chế độ làm
việc quy đònh của động cơ.
+ Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xilanh theo trình tự làm việc qui
đònh của động cơ.
+ Cung cấp nhiên liệu vào xilanh động cơ đúng lúc theo một qui luật đã
đònh.
+ Phun tơi và phân bố đều hơi nhiên liệu trong thể tích môi chất trong

buồng cháy, bằng cách phối hợp chặt chẽ hình dạng, kích thướt và phương hướng
của các tia nhiên liệu với hình dạng buồng cháy và cường độ vận động của môi
chất trong buồng cháy.
1.2. Yêu cầu:
Cấu tạo của hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel phải thỏa mãn những
yêu cầu cơ bản sau:
+ Bền và có độ tin cậy cao.
+ Dễ chế tạo, giá thành chế tạo rẻ.
+ Dễ dàng và thuận tiện trong việc bảo dưỡng, sửa chữa.
+ Thời điểm bắt đầu phu chính xác.
+ Lượng nhiên liệu phun phải kòp thời, đúng thời điểm.
+ Áp suất phun phải bảo đảm.
1.3. Phân loại:
Căn cứ vào cấu tạo bơm cao áp, kim phun, áp lực phun nhiên liệu ta có thể
chia hệ thống nhiên liệu diesel ra làm các loại như sau:
a.Hệ thống nhiên liệu phun dầu bằng gió nén.
hệ thống này nhiên liệu được đưa sẵn đến kim phun. Kim phun có van
được điều khiển bằng cơ cấu cam. Kim phun có hai ống dẫn, một dầu đến, một
gió nén đến. Gió nén có áp suất cao trên 75Kg/cm
2
chứa sẵn ở bình chứa. Đến thì
phun nhiên liệu cam điều khiển van kim mở ra, gió nén áp lực cao tán nhiễn
nhiên liệu phun vào buồng đốt. Hệ thống này sử dụng ở các động cơ xưa có công
suất lớn, tốc độ thấp hiện nay không còn thông dụng nữa.
b.Hệ thống dàn bơm duy nhất.
Hệ thống này có một bơm cao áp duy nhất, nâng nhiên liệu cao áp vào bình
chứa cao áp rồi dẫn đến kim phun và chia làm hai loại:
+ Hệ thống duy nhất có cam điều khiển van phun
6
+ Hệ thống duy nhất nhiên liệu cao áp điều khiển van kim phun.

Hệ thống này được áp dụng ở các tàu thủy đại dương, máy phát điện cỡ lớn.
Hiện nay ít thông dụng.
c.Hệ thống nhiên liệu cá nhân (một và nhiều tổ bơm).
d.Hệ thống nhiên liệu phân phối áp lực cao.
e.Hệ thống nhiên liệu kim bơm liên hợp GM.
g.Hệ thống nhiên liệu CUMMINS PT.
2. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL.
2.1. Sơ đồ bố trí chung của hệ thống nhiên liệu.
Trên hình 2.1. giới thiệu sơ đồ hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel. Bơm
chuyển nhiên liệu 18 hút nhiên liệu từ thùng chứa 23 qua miệng hút 24 và bình
lọc thô 19 để cung cấp nhiên liệu qua bình lọc tinh 14 tới bơm cao áp 3. van tràn
15 dùng để hạn chế áp suất nhiên liệu trên đường ống và để xả nhiên liệu thừa
vào ống tràn 21 rồi trở về thùng chứa. Đồng hồ áp suất 4 dùng để kiểm tra áp suất
trong không gian cấp nhiên liệu vào bơm cao áp. Số tổ bơm cao áp 3 bằng bằng
số xilanh của dộng cơ. Các tổ bơm này cung cấp nhiên liệu qua các đường ống cao
áp 10 tới vòi phun 7. Vòi phun 7 dùng để phun nhiên liệu vào buồng cháy 5.
Nhiên liệu rò qua khe hở trong thân kim phun của vòi phun và trong các tổ
bơm được theo các đường ống 2, 9, 12 và 21 trở về thùng chứa.
Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ diesel.
1, 15 – van tràn; 2, 9, 12, 21 – đường ống; 3 – bơm cao áp; 4 – đồng hồ áp suất; 5 – buồng cháy;
6 – nắp xilanh; 7 – vòi phun; 8, 11, 13 – nút xả khí; 10 – đường ống cao áp; 14 – bình lọc tinh;
16, 20 – van; 17, 18 – bơm chuyển nhiên liệu; 19 – bình lọc thô; 22 – đường ống của miệng hút;
7
23 – thùng chứa nhiên liệu; 24 – miệng hút nhiên liệu; 25 – nút; 26 – ống chỉ mức nhiên liệu; 27
– lọc lưới.
2.2. Các dạng hệ thống nhiên liệu trên động cơ diesel.
a. Hệ thống nhiên liệu bơm cao áp PF.
Hình 2.2. Hệ thống nhiên liệu bơm cao áp PF.
1 – bơm cao áp PF; 2 – vít xả gió; 3 – ống dẫn nhiên liệu cao áp; 4 – kim phun nhiên liệu; 5 –
ống dẫn dầu về từ kim phun; 6 – nhiên liệu vào bầu lọc; 7 – dầu vào; 8 – bầu lọc nhiên liệu; 9 –

ống đưa nhiên liệu vào bơm cao áp; 10 – nút xả cặn.
b. Hệ thống nhiên liệu bơm cao áp PE.
Hình 2.3. Hệ thống nhiên liệu bơm PE có van an toàn lắp ở lọc thứ cấp.
8
1 – Thùng chứa; 2 – Lọc sơ cấp; 3 – Bơm tiếp vận; 4 – Lọc thứ cấp; 5 – Bơm cao áp; 6 – Ống
cao áp; 7 – Đến kim phun; 8 – Đường dầu về; 9 – Van an toàn; 10 – Bơm tay; 11 – Lưới lọc và
van một chiều; 12 – Bộ điều tốc; 13 – Đai ốc xả gió.
c. Hệ thống nhiên liệu bơm cao áp VE
Hình 2.4. Hệ thống nhiên liệu bơm cao áp VE
1 – Thùng chứa dầu; 2 – Bơm chuyển tiếp; 3 – Lọc tinh;4 – Van an toàn; 5 – Bơm tiếp vận; 6 –
Cần điều khiển; 7 – Lò xo điều khiển 8 – Đường dầu về; 9 – Pittong bơm; 10 – Đến kim phun; 11
– Van phân phối; 12 – Van đònh lượng; 13 – Đóa cam; 14 – Bộ điều khiển phun dầu sớm.

d. Hệ thống nhiên liệu bơm cao áp PSB
Hình 2.5. Hệ thống nhiên liệu bơm cao áp PSB
9
1 – Thùng chứa; 2 – Lọc thô; 3 – Bơm tiếp vận; 4 – Bộ phun sớm tự động; 5 – Cốt bơm; 6 – Bộ
điều tốc; 7 – Bộ điều hòa tỉ trọng; 8 – Đầu phân phối; 9 – Kim phun; 10 – Ống dầu về; 11 – Lọc
tinh.
e. Hệ thống nhiên liệu kim bơm liên hợp GM.
Hình 2.6. Hệ thống nhiên liệu bơm kim liên hợp GM.
1 – Thùng chứa; 2 – Lọc thô; 3 – Bơm tiếp vận; 4 – Lọc tinh; 5 – Ống dầu đến; 6 – Ống dầu về;
7 – Bơm kim liên hợp; 8 – Ống dẫn dầu về thùng chứa.
f. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu PT trên động cơ Cummins.
Hình 2.7. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu CUMMINS.
1 – Thùng chứa; 2 - Ống dẫn dầu; 3 – Lọc; 4 – Bơm bánh răng; 5 – Bộ giảm chấn; 6 – Bộ điều
tốc; 7 – Lọc tinh; 8 – Quả tạ; 9 – Mạch cầm chừng; 10 – Vít chỉnh tối thiểu;11 – Vỏ bọc điều
tốc; 12 – Mạch tối đa; 13 – Tai chòu; 14 – Bộ cúp dầu; 15 – Ống dẫn dầu đến kim bơm; 16 – Cò
mổ kim; 17 – Đũa đẩy; 18 – Ống dầu về; 19 – Lỗ đònh lượng; 20 – Cam điều khiển kim.
3. CẤU TẠO CÁC CHI TIẾT PHỤ CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU.

3.1. Thùng chứa.
Thùng chứa nhiên liệu dùng để dự trữ nhiên liệu cho động cơ vận chuyển
trong thời gian ấn đònh. Dung tích thùng lớn hay nhỏ tùy theo thời gian làm việc
10
và cỡ máy. Thùng được dập bằng thép tấm, với thùng lớn bên trong có vách ngăn
để nhiên liệu bớt chao trong lúc di chuyển. Phía trên thùng có miệng để châm
nhiên liệu, nơi đây thường có một cái lọc bằng mành lưới nhuyễn, bên miệng có
nắp đậy, ở nắp có lỗ thông hơi. đáy thùng chỗ thấp nhất có một ốc hay van để
xả nước hay cặn bò lắng phía dưới. Cách đáy thùng khoảng vài phân có một ống
dẫn nhiên liệu ra. Phía trên có ống dẫn nhiên liệu về.
3.2. Bơm chuyển nhiên liệu (bơm tiếp vận).
Bơm chuyển nhiên liệu được đặt giữa thùng chứa nhiên liệu và bơm cao áp.
Nhiệm vụ chính của bơm chuyển nhiên liệu là cung cấp nhiên liệu với một áp
suất dư nhất đònh, để khắc phục sức cản của các bình lọc và để tạo điều kiện nạp
như nhau cho các tổ bơm.
Trong động cơ diesel thường dùng bơm chuyển nhiên liệu loại pittông, loại
màng, loại bánh răng, loại cánh gạt hoặc bơm điện. Những bơm ấy có thể được
trục cam hoặc trục khuỷu của động cơ dẫn động.
Lưu lượng của bơm chuyển nhiên liệu tối thiểu phải lớn hơn lượng nhiên
liệu cực đại cấp cho động cơ khoảng 2 – 3,5 lần để giữ cho bơm cao áp luôn làm
việc ổn đònh ngay cả khi các bình lọc bò bẩn gây sức cản lớn. Nhiên liệu thừa
trong không gian hút và không gian xả của bơm cao áp được dẫn qua các van xả
đặc biệt để trở về thùng chứa nhiên liệu. Trong quá trình ấy không khí và hơi
nhiên liệu cũng đi theo nhiên liệu trở về thùng chứa. Các van xả đều được điều
chỉnh tốt để giữ cho áp xuất nhiên liệu trong bơm cao áp luôn đạt tới một giá trò
yêu cầu.
Sau đây giới thiệu cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm piston.
Hình 2.8. Cấu tạo của bơm chuyển nhiên liệu kiểu piston.
1 – van đẩy; 2 – bơm tay; 3 – van hút; 4 – con đội; 5 – rãnh hình vành khăn; 6 – piston; 7 –
đường dẫn nhiên liệu lọt; 8 – lò xo.

Piston 6 được dẫn động bằng trục cam của bơm cao áp thông qua con đội 4;
chuyển động ngược lại của piston là do lò xo 8 điều khiển. Khi piston chuyển dòch
11
theo lực tác dụng của lò xo (sơ đồ I); nhiên liệu qua van hút 3 đi vào không gian
chứa lò xo của bơm, lúc ấy trong không gian phía con đội nhiên liệu được bơm
vào đường ống dẫn tới bình lọc. Khi piston chuyển dòch theo lực đẩy trên co đội
(sơ đồ II) thì nhiên liệu từ không gian chứa lò xo chỉ có một phần đi vào không
gian phía con đội, vì trong không gian này có con đội 4 nên không thể chứa hết số
nhiên liệu từ không gian chứa lò xo đẩy ra, số nhiên liệu dôi ra sẽ đi tới bình lọc.
Trong trường hợp không có nhiên liệu tuần hoàn trong hệ thống áp suất
thấp thì lượng nhiên liệu do bơm chuyển nhiên liệu cấp phải bằng lượng nhiên
liệu phun vào động cơ. Lúc ấy vận động của piston do lực lò xo tạo ra sẽ ngừng
lại ngay sau khi áp suất nhiên liệu trên đường dẫn tới bình lọc và tới không gian
phía con đội, tạo ra lực đẩy trên piston cân bằng với lực đẩy của lò xo. Như vậy
lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ được điều chỉnh tự động qua sự thay đổi
hành trình có ích của piston.
Rãnh hình vành khăn trên mặt dẫn hướng con đội qua đường 7 dược ăn thông với
không gian hút của bơm, nhờ đó tránh cho nhiên liệu không rò vào thân bơm cao
áp làm loãng dầu bôi trơn. Trên bơm chuyển nhiên liệu còn có một bơm tay 2
dùng để bơm cho nhiên liệu chứa đầy hệ thống trước khi khởi động động cơ.
3.3. Bình lọc nhiên liệu.
Bình lọc nhiên liệu trong động cơ diesel là sản phẩm đã được tiêu chuẩn
hoá. Khi thiết kế hệ thống nhiên liệu cần phải chọn khả năng thông qua của bình
lọc bằng khoảng hai lần lượng nhiên liệu đi qua bình lọc.
Lọc nhiên liệu tức là cho nhiên liệu đi qua vật liệu lọc đặt biệt, đi qua
những lỗ nhỏ trên lưới lọc hoặc qua các khe hở giữa các phiến lọc… Người ta
thường dùng sợi vải, giấy, da hoặc vật liệu hấp thụ đặc biệt làm vật liệu lọc. Phải
thường xuyên rửa hoặc thay lõi lọc trong các bình lọc.
a.Lọc sơ cấp.
Bầu lọc sơ cấp đặt giữa thùng nhiên liệu và bơm tiếp vận. Bì (lõi lọc) của

lọc này làm bằng lưới thau có lỗ thưa khoảng 0,1mm, quanh ngoài bì lọc có cái
cào. Khi ta xoay núm, phía dước bầu lọc, phía dưới bầu lọc, cào sẽ làm rơi cặn
bẩn quanh bì lọc xuống đáy bầu lọc. Nút xả nước và cặn bẩn bố trí dưới đáy bầu
lọc.
b.Lọc thứ cấp (lọc tinh).
Trên hình 2.9. giới thiệu một bình lọc tinh nhiên liệu. Bình lọc này gồm có
vỏ 11, lõi lọc và nắp 7. Người ta dùng gujông 1 và các êcu 6 để bắt chặt cốc, lõi
và nắp lọc với nhau.
Lõi lọc gồm có lưới kim loại 2, bao lụa 3; và 15 phiến lọc 10 và 9 làm bằng
sợi bông. Tám phiến lọc mỏng 9 làm bằng sợi bông mòn hơn. Các phiến dày và
mỏng lắp xen kẻ nhau và đều lồng ra ngoài lưới kim loại và bao lụa.
Trên nắp 7 có ba lỗ ren dùng để lắp đầu nối ống nhiên liệu và nút xả khí
12. Phía dưới nắp có ống 4 nối thông không gian A chứa nhiên liệu đã được lọc
12
sạch với đầu ống nối đưa nhiên liệu đi ra 5; mặt khác ống 4 còn ngăn cản không
cho không khí tập trung dưới đáy lọc lọt vào không gian dẫn nhiên liệu đi ra.
Nhiên liệu qua đầu nối ống 8 đi vào bình lọc từ phía ngoài lõi lọc thấm qua các
phiến sợi bông, boa lụa và lưới lọc để vào không gian bên trong sau đó đi tới đầu
nối ống ra 5.
Hình 2.9. Bình lọc tinh nhiên liệu.
1 – gujông; 2 – lưới lọc; 3 – bao lụa; 4 – ống dẫn; 5, 8 – đầu nối ống; 6 – êcu; 7 – nắp; 9, 10 –
phiến lọc; 11 – cốc lọc; 12 – nút xả không khí.
3.4. ng nhiên liệu.
Giữa các bộ phận trong hệ thống nhiên liệu, được nối với nhau bằng các
ống cao áp và các ống áp suất thấp.
Các ống cao áp cần thỏa mãn những yêu cầu sau:
+ Sức cản thủy lực nhỏ, giữ kín tốt kể cả khi áp suất nhiên liệu tới 100 –
120 MN/m
2
và dưới tác dụng của dao động và phụ tải đột ngột ống không bò nứt

vỡ. ng cao áp được làm bằng thép 10 hoặc thép 20, đường kính trong biến động
từ 2 – 10mm. Đường kính trong của ống cao áp phụ thuộc vào đường kính piston
bơm cao áp hoặc tốc độ của nhiên liệu.
+ Chỗ nối ống phải làm thành đầu nối tháo được, nhưng cũng phải làm chắc
chắn để không bò rò nhiên liệu khi áp suất lớn. Đầu nối ống cao áp có thể là đầu
côn chồn hoặc êcu bao cũng có thể là đầu côn hàn và êcu bao, hoặc êcu tỳ.
13
Hình 2.10. Cấu tạo đường ống cao áp.
a, b) đầu côn chồn; c, d) đầu côn hàn.
14
CHƯƠNG 3. BƠM CAO ÁP.
1. NHIỆM VỤ VÀ PHÂN LOẠI.
1.1. Nhiệm vụ.
Bơm cao áp có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu cho xilanh động cơ đảm bảo:
+ Nhiên liệu có áp suất cao, tạo chênh áp lớn trước và sau lỗ phun.
+ Cung cấp nhiên liệu đúng thời điểm và theo quy luật mong muốn.
+ Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xilanh động cơ.
+ Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình
phù hợp với chế độ làm việc của động cơ.
1.2. Phân loại bơm cao áp.
Căn cứ vào hệ thống nhiên liệu và cấu tạo ta có thể phân bơm cao áp gồm
các loại sau:
a.Bơm cao áp trong hệ thống nhiên liệu cá nhân.
+ Loại bơm PF: gồm một tổ bơm cho một xilanh động cơ.
+ Loại bơm PE: gồm nhiều tổ bơm ghép chung lại.
b.Bơm cao áp trong hệ thống phân phối áp lực cao.
Loại này có một thành phần bơm cung cấp nhiên liệu cho nhiều xilanh như:
+ Loại bơm PSB: có một piston vừa lên vừa xuống vừa xoay tròn.
+ Loại bơm Roosa-Master CAV: gồm 2 hay 4 piston lắp đối chiếu và xoay
tròn theo ruột bơm.

+ Loại bơm EPVM, EPVA : kết hợp giữa PSB và Roosa Master.
+ Loại VE – Bosch.
c.Bơm kim liên hợp GM. Loại này bơm và kim ráp chung thành một khối.
d.Bơm phân phối áp lực trung bình Cummins PT. Loại này đònh lượng bằng áp
suất và thời gian còn gọi là bơm thời áp.
2. KẾT CẤU VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM CAO ÁP.
2.1. Bơm cao áp trong hệ thống nhiên liệu cá nhân.
2.1.1. Bơm cao áp PF.
Hình 3.1. Hệ thống nhiên liệu bơm cao áp PF.
15
1 – bơm cao áp PF; 2 – vít xả gió; 3 – ống dẫn nhiên liệu cao áp; 4 – kim phun nhiên liệu; 5 –
ống dẫn dầu về từ kim phun; 6 – nhiên liệu vào bầu lọc; 7 – dầu vào; 8 – bầu lọc nhiên liệu; 9 –
ống đưa nhiên liệu vào bơm cao áp; 10 – nút xả cặn.
Bơm cao áp PF còn gọi là bơm cá nhân, vì mỗi bơm cung cấp nhiên liệu cho
một xilanh động cơ. Số bơm bằng số xilanh động cơ.
Bên trong thân bơm không có trục cam, bơm hoạt động nhờ trục cam của
động cơ. Phương án thiết kế này có thể rút ngắn đường nhiên liệu cao áp và làm
cho các đường nhiên liệu cao áp tới các xilanh động cơ có chiều dài như nhau,
ngoài ra phương án này còn tạo điều kiện cho nhà máy chế tạo động cơ được lựa
chọn dạng cam dẫn động bơm cao áp thích hợp nhất với động cơ của mình, vì
trong các trường hợp này cam dẫn động bơm cao áp là chi tiết do nhà máy chế tạo
động cơ tự chế tạo lấy. Tuy nhiên sử dụng bơm cao áp loại này sẽ làm cho cấu tạo
của động cơ thêm phức tạp vì trên động cơ phải lắp một bộ điều tốc riêng, phải có
cơ cấu dẫn động bộ điều tốc và có cơ cấu liên kết giữa bộ điều tốc với các bơm
cao áp lắp trên động cơ. Ngoài ra không thể điều chỉnh trước trên băng thử về độ
không đồng đều của lượng nhiên liệu cấp cho mỗi chu trình và về khoảng cách
giữa thời điểm bắt đầu cung cấp nhiên liệu vào các xilanh. Công việc điều chỉnh
ấy phả tiến hành trực tiếp trên động cơ.
Bơm PF có nhiều cỡ, đường kính piston bơm từ 4 – 40mm, khoảng chạy của
piston có thể từ 7 – 35mm. Bơm do Mỹ chế tạo có kí hiệu APF, do Anh chế tạo kí

hiệu BPF, của Đức là Robert Bosch.
nghóa kí hiệu ghi nơi thân bơm.
Ví dụ: ở vỏ bơm ghi APF 1 A 70 A 2123S56
1 2 3 4 5 6
1) loại bơm cá nhân của Mỹ
2) số piston bơm (1 piston)
3) cỡ bơm gồm có : A cỡ nhỏ, B cỡ trung, Z cỡ lớn.
4) đường kính piston tính bằng 1/10mm (7mm)
5) đặc điểm thay thế tùy theo cỡ bơm
6) đặc điểm của nhà chế tạo ấn đònh để thay đổi các phụ tùng của bơm
a. Đặc điểm kết cấu.
Một bơm cao áp PF gồm các bộ phận sau:
Một vỏ bơm được đúc bằng thép hay hợp kim nhôm trên đó có dự trù bệ bắt
bơm (bắt đứng hay bắt bên hông), phía ngoài xung quanh có dự trù các lỗ để bắt
ống dầu vào, vít xả gió, vít chận xilanh, lỗ để xỏ thanh răng, lỗ để trông đệm đẩy
khi cân bơm.
Bên trong vỏ bơm có chứa bộ piston, xilanh là bộ phận chính để ép và đònh
phân nhiên liệu. Ngoài piston là một khâu răng để điều khiển piston xoay nhờ
một thanh răng, piston bơm luôn luôn được đẩy xuống dưới nhờ một lò xo, hai đầu
16
lò xo có chén chận, tất cả được đậy lại bởi một đệm đẩy và khóa lại bên trong vỏ
bơm nhờ một khoen chận.
Phía trên xilanh là bệ van cao áp, van cap áp; trên van cao áp là lò xo. Tất
cả được siết giữ trong vỏ bơm bằng ốc lọc giác, đầu ốc lục giác là chỗ dự trù để
bắt ống cao áp dẫn dầu lên kim phun.
Hình 3.2. Cấu tạo bơm PF.
A – ráp đứng; B – ráp bên hông.
1 – thân bơm; 2 – ống dầu đến; 3 – vít xả gió; 4 – vít chận xilanh; 5 – piston ; 6 – xilanh; 7 –
vòng răng; 8 – thanh răng; 9 – lò xo; 10 – chụp đện đẩy; 11 – lỗ xem dấu cân bơm; 12 – van cao
áp; 13 – lò xo van; 14 – ốc lục giác; 15 – ống cao áp.

Piston bơm có rãnh đứng, rãnh xiên phía trên hay phía dưới để phân lượng
nhiên liệu. Cả hai rãnh này thông với rãnh ngang giữa thân piston. Rãnh xiên có
thể được vát bên phải hay bên trái. Khi piston bơm nằm ở điểm chết dưới, nó sẽ
mở lỗ hai lỗ nạp và thoát nhiên liệu. Đuôi piston có hai tai ăn ngàm với hai rãnh
khoét ở khâu răng. rảnh khoét khâu răng và tại đuôi piston đều có dấu khi ráp
phải để chúng trùng nhau.
Van cao áp : khi áp lực nhiên liệu cao hơn áp lực lò xo đè van, van mở ra để
nhiên liệu đến kim phun. Khi thời gian phun chấm dứt, áp lực nhiên liệu giảm, lò
xo đẩy van đóng lại, trong khi đóng phần hình trụ phía dưới đi vào trong bệ tạo
một áp thấp làm giảm áp lực nhiên liệu đến kim phun. Nhờ thế kim dứt phun một
cách nhanh chóng, tránh tình trạng rỉ dầu nơi đót kim phun.
b. Nguyên lý hoạt động.
Khi động cơ làm việc, lúc piston bơm xuống thấp nhất, nhiên liệu ở xung
quanh xilanh vào xilanh bơm bằng cả hai lỗ dầu vào và dầu ra. Đến thì phun dầu,
cốt cam gắn ở động cơ điều khiển piston bơm đi lên ép nhiên liệu trong xilanh.
17
Khi gờ trên của piston đến ngang mép trên của lỗ nạp và lỗ xả thì nhiên liệu bắt
đầu bò ép (ta gọi là điểm khởi phun). Khi áp lực dầu ép tăng lên mạnh hơn áp lực
của lò xo, van mở nhiên liệu đưa đến kim phun để phun vào xilanh động cơ.
Piston tiếp tục đi lên ép nhiên liệu đến khi cạnh xiên của piston bơm hé mở
lỗ dầu về, lúc này nhiên liệu tụt xuống theo rãnh đứng đến rãnh ngang theo lỗ
thoát về bọng chứa dầu quanh xilanh (dứt phun) piston tiếp tục lên cho hết khoảng
chạy của nó.
c. Nguyên lí thay đổi lưu lượng nhiên liệu bơm đi.
Tối đa Trung bình Tắt máy
Hình 3.3. Đònh lượng nhiên liệu.
Nguyên lý thay đổi lưu lượng của bơm PF là xê dòch thanh răng để xoay
piston bơm cho rãnh xiên của nó mở sớm hay mở trễ lỗ thoát dầu.
Khi ta xoay piston bơm qua trái, cạnh xiên sẽ mở trễ lỗ thoát dầu, nhiên
liệu bơm đi nhiều, vận tốc trục khuỷu động cơ tăng.

Khi ta xoay piston bơm qua phải, cạnh xiên sẽ mở sớm lỗ thoát, nhiên liệu
bơm đi ít, vận tốc trục khuỷu giảm.
Nếu ta xoay piston bơm tận cùng qua phía phải, rãnh đứng của piston sẽ đối
diện với lỗ thoát dầu, lưu lượng nhiên liệu lúc này là số 0, tắt máy.
2.1.2. Bơm cao áp PE.
a. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu bơm cao áp PE.
Hình 3.4. Hệ thống nhiên liệu bơm PE có van an toàn ở bơm cao áp.
18
1 – Thùng chứa; 2 – Lưới lọc và van 1 chiều; 3 – Lọc thứ cấp; 4 – Bơm tiếp vận; 5 – Bơm tay; 6
– Bơm cao áp; 7 – Lọc thứ cấp; 8 – Ống cao áp; 9 – Kim phun; 10 – Van an toàn; 11 – Bộ điều
tốc; 12 – Đường dầu về.
Bơm này gồm nhiều tổ bơm PF ghép chung lại thành một khối, có cốt cam
điều khiển nằm trong thân bơm và điều khiển chung bởi một thanh răng.
Bơm này được sử dụng trên các động cơ diesel ô tô như KAMAZ,
TOYOTA, MERCEDECES, HINO, ISUZU,
Trên bơm PE có trang bò bơm tiếp vận gắn bên hông, bộ điều tốc và cơ cấu
phun dầu sớm tự động.
nghóa kí hiệu ghi trên thân bơm.
Ví dụ: PE 6 A 70 B 4 1 2 R S114
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
PES 6 A 70 A 2 1 2 3 R S64
1. Chỉ loại bơm cao áp cá nhân có chung một cốt cam bơm, cốt được điều
khiển qua khớp nối. Nếu có thêm chữ S là cốt bơm bắt trực tiếp vào mặt
bích động cơ không qua khớp nối.
2. Chỉ số xilanh bơm cao áp.
3. Kích thướt bơm (A: cỡ nhỏ; B: cỡ trung; Z cỡ lớn; M: cỡ thật nhỏ; P: đặc
biệt; Zw : cỡ thật lớn)
4. Chỉ đường kính piston bơm tính theo 1/10mm (70 = 7mm).
5. Chỉ đặc điểm thay thế các bộ phận trong bơm khi ráp bơm (gồm có: A, B, C,
Q, K, P)

6. Chỉ vò trí dấu ghi nơi đầu cốt bơm
+ Nếu số lẻ: 1. 3. 5 thì dấu ở đầu cốt bơm
+ Nếu số chẵn: 2, 4, 6 thì dấu nằm bên phải nhìn từ cửa sổ
7. Chỉ thò bộ điều tốc
+ 0 - không có bộ điều tốc
+ 1 – bộ điều tốc ở phía trái
+ 2 – bộ điều tốc ở phía phải
8. Chỉ vò trí bộ phun dầu sớm
+ 0 – không có bộ phun dầu sớm
+ 1 – bộ phun dầu sớm phía trái
+ 2 – bộ phun dầu sớm phía phải
9. Chỉ có hoặc không có bơm tiếp vận
+ Nếu không có ghi số nghóa là có bơm tiếp vận
+ Nếu có ghi số thì không có bơm tiếp vận gắn vào
+ Nếu ghi số 3: có 1 lỗ để gắn bơm tiếp vận nhưng chưa được đậy lại
+ Nếu ghi số 4: có 2 lỗ gắn bơm tiếp vận, phía trái gắn bơm, phía phải đậy
lại
19
+ Nếu ghi số 5: có 2 lỗ gắn bơm tiếp vận, phía phải gắn bơm, phía trái đậy
lại.
10. Chỉ chiều quay cốt bơm nhìn từ đầu cốt nối với động cơ
+ R: chiều quay phải cùng chiều kim đồng hồ
+ L: chiều quay trái ngược chiều chiều kim đồng hồ
11. Đặc điểm của nhà chế tạo .
Nếu bơm PE do các nước khác chế tạo theo bằng sáng chế Bosch thì có kí
hiệu riêng ở phía trước.
Ví dụ: kí hiệu RO: bơm Bosch do Rumani chế tạo
NO: bơm Bosch do hãng Nippon Denso Nhật chế tạo
b. Đặc điểm kết cấu.
Bơm cao áp PE gọi là bơm dài một dãy, cung cấp nhiên liệu cho nhiều

xilanh của động cơ. Bơm có nhiều phần tử bơm ráp chung trong một vỏ bằng
nhôm, được điều khiển do một trục cam nằm trong vỏ bơm. Một thanh răng chung
điều khiển các piston bơm.
Hình 3.5. Cấu tạo bơm PE.
1 – bộ điều tốc; 2 – bơm tiếp vận; 3 – khớp nối trục dẫn động.
Cấu tạo của một bơm cao áp cao áp PE gồm:
Một thân bơm được đúc bằng hợp kim nhôm trên đó có các lỗ để bắt ống
dầu đến, ống dầu về, ốc xả gió, lỗ xỏ thanh răng, vít chận thanh răng, vít kiềm
xilanh…thân bơm có thể chia làm ba phần:
+ Phần giữa, bên trong chứa các cặp piston xi lanh tương ứng với số xilanh
của động cơ, các vòng răng và thanh răng điều khiển. Trên vòng răng có vít điều
chỉnh vò trí tương đối của piston và xilanh.
+ Phần dưới, bên trong có chứa cốt bơm, hai đầu tựa lên hai bạc đạn lắp ở
nắp đậy cốt bơm. Cốt bơm có số cam bằng số xilanh động cơ và có cam sai tâm để
điều khiển bơm tiếp vận. Dưới cốt bơm là đáy bơm có các nắp đậy, bên trong có
dầu nhờn để bôi trơn. Cốt bơm có một đầu được lắp với trục truyền động tự động (
hoặc bộ phun dầu sớm tự động). Đầu còn lại lắp quả tạ và các chi tiết của bộ điều
tốc cơ năng (hoặc để trống nếu bộ điều tốc áp thấp).
20
+ Phần trên là phòng chứa nhiên liệu thông giữa các xilanh với nhau. Các
vít kiềm xilanh chỏi ở lỗ nhiên liệu ra của xilanh. Một van an toàn để điều chỉnh
áp lực nhiên liệu vào các xilanh.
Trên xilanh là đế van cao áp, van cao áp, lò xo và trên cùng là đai ốc lục
giác dẫn nhiên liệu đến kim phun.
Động cơ diesel có bao nhiêu xilanh thì bơm PE của nó có bấy nhiêu phần tử
bơm. Một phần tử bơm bao gồm: piston, xilanh, vòng răng điều khiển piston thay
đổi lưu lượng nhiên liệu và bộ van thoát nhiên liệu cao áp. Piston bơm PE có kết
cấu giống như piston bơm PF, thuộc loại móc rãnh và xoay để thay đổi lưu lượng.
Nơi đầu piston bơm có rãnh đứng, rãnh ngang và rãnh xiên. Rãnh xiên trên đầu
piston bơm có mấy kiểu: rãnh xiên phía dưới bên phải; rãnh xiên phía dưới bên

trái; rãnh xiên nằm phía trên piston bơm, rãnh xiên nằm phía trên và phía dưới.
Hình 3.6. Cấu tạo đầu piston bơm PE.
a – rãnh xiên trên dưới: điểm khởi phun và kết thúc phun thay đổi; b – rãnh xiên phía trên: điểm
khởi phun thay đổi, điểm dứt phun cố đònh; c – rãnh xiên phía dưới: điểm khởi phun cố đònh,
điểm dứt phun thay đổi.
21
Hình 3.7. Cấu tạo một tổ bơm cao áp PE.
a – một tổ bơm của bơm cao áp điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình bằng van piston; b
– sơ đồ công tác của bơm; c – sơ đồ điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình;
1 – thanh răng; 2 – vành răng; 3 – đầu nối ống; 4 – lò xo; 5 – van cao áp; 6 – đế van; 7 –
xilanh; 8 – gờ xả nhiên liệu; 9, 11 – vít; 10 – piston; 12 – ống xoay; 13 – đóa trên; 14 – lò xo
bơm cao áp; 15 – đóa dưới; 16 – bulông điều chỉnh; 17 – con đội; 18 – con lăn; 19 – cam.
Trên hình 3.7. giới thiệu cấu tạo của một phần tử bơm của bộ bơm cao áp
điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình bằng van piston có rãnh xiên nằm
phía dưới piston bơm.
Chi tiết chính của bơm là cặp piston xilanh bơm cao áp. Chúng gồm có hai
chi tiết chính là piston 10 và xilanh 7. Đó là cặp chi tiết chính xác được chọn lắp
với nhau và khi thay phải thay cả cặp. Xilanh được lắp vào lỗ trong thân bơm rồi
dùng vít 9 hãm. Không gian bên trong xilanh ăn thông với đường nhiên liệu trong
thân bơm bằng các cửa a và b. Bên trên xilanh người ta lắp một van cao áp 5 và
đế van 6, đây cũng là cặp chi tiết lắp ghép chính xác. Các mặt phẳng tiếp xúc
giữa xilanh và đế van được mài bóng. Đầu nối ống 3 được vặn chặt, thông qua
vòng đệm tì lên vai đế van; nhờ đó mặt tiếp xúc giữa xilanh và đế van luôn kín
khít. Nhờ lò xo 4 van cao áp được ép chặt lên mặt hình côn của đế van, ngăn cách
không gian phía trên piston của phần tử bơm với đường ống cao áp.
ng xoay 12 lắp bên ngoài xilanh 7, phần đầu của ống xoay có một vành
răng 2. Nhờ vít 11 vành răng này được bắt chặt vào đầu ống xoay. Phần đuôi ống
xoay xẻ thành rãnh chữ nhật, ngạnh chữ nhật trên đuôi piston được kẹp trong rãnh
này. Vai ống xoay tỳ lên đóa trên 13 của lò xo 14, nhờ đó ống xoay được giữ lại
trong thân bơm. Đóa dưới 15 của lò xo tỳ lên mặt đầu của đuôi piston. Mặt dưới

cùng của đuôi piston tựa lên vít chỉnh 16 của con đội 17. Vành răng 2 ăn khớp với
thanh răng 1, thanh này có thể chuyển dòch theo hướng vuông góc với mặt phẳng
của hình vẽ, qua đó làm xoay xilanh 12 và piston 10.
Phần đầu của piston được phay đònh hình tạo thành gờ xả nhiên liệu 8, rãnh
thẳng đứng và rãnh hình vành khăn.
Khi xoay cam 19, con lăn 18 lăn trên prôfin cam, lúc đó dưới tác dụng của
cam và của lò xo bơm cao áp, con đội 17 và piston bơm cao áp thực hiện vận động
tònh tiến lên xuống. Trong thời gian piston đi xuống, van cao áp đóng kín nên tạo
ra độ chân không trong không gian phía trên piston. Nhờ gờ phía trên của piston
mở các cửa a và b (sơ đồ I) thì nhiên liệu bắt đầu đi vào không gian phía trên
piston. Quá trình nạp nhiên liệu vào xilanh tiếp tục cho tới khi piston tới vò trí thấp
nhất. Thời gian đầu lúc piston từ dưới đi lên, nhiên liệu bò đẩy từ không gian phía
trên piston qua các cửa a và b (sơ đồ II) đi ra. Khi gờ trên của piston đến ngang
mép trên của các cửa a và b thì cửa a và b bòt kín. Vò trí này của piston tương ứng
với thời điểm bắt đầu quá trình cung cấp nhiên liệu “hình học” (sơ đồ III). Nếu
piston tiếp tục đi lên nhiên liệu sẽ bò nén (sơ đồ IV).
22
Khi lực ép của nhiên liệu từ phía không gian của bơm tác dụng lên van cao
áp lớn hơn tổng hợp lực do lò xo và áp lực của nhiên liệu từ phía không gian của
đầu nối ống cao áp tác dụng tới thì van cao áp bật mở và nhiên liệu sẽ qua đường
ống cao áp đi tới vòi phun. Quá trình cung cấp được tiếp diễn tới lúc gờ xả của
piston bắt đầu mở cửa xả b. Vò trí này của piston tương ứng với thời điểm kết thúc
quá trình cung cấp nhiên liệu “hình học” (sơ đồ V). Từ lúc mở cửa xả b, nhiên
liệu từ không gian phía trên piston được đẩy ra đường nhiên liệu xả (sơ đồ VI), áp
suất nhiên liệu ở không gian phía trên piston giảm xuống đột ngột, dưới tác dụng
của lực lò xo và áp suất nhiên liệu trong không gian của đầu nối ống cao áp, van
cao áp tì chặt lên đế van chấm dứt quá trình cung cấp nhiên liệu cho vòi phun mặc
dù lúc ấy piston bơm cao áp vẫn tiếp tục đi lên.
Do tính chòu nén của nhiên liệu và do tác dụng tiết lưu của các cửa hút và
cửa xả của xilanh đối với nhiên liệu nên các thời điểm bắt đầu và kết thúc quá

trình cung cấp nhiên liệu “thực tế” khác với thời điểm bắt đầu và kết thúc quá
trình cung cấp nhiên liệu “hình học”.
Muốn tăng hoặc giảm lượng nhiên liệu cấp cho chu trình cần phải xoay
piston. Khi xoay piston sẽ làm thay đổi vò trí tương đối giữa gờ xả của piston và lỗ
xả của xilanh. Trên hình 15.c giới thiệu các vò trí tương đối giữa cửa xả của xilanh
với gờ trên và gờ xả của piston. Trên sơ đồ đó, sự chuyển dòch tương đối của đồ
thò khai triển của đầu piston đường kính d
p
, đối với cửa xả đứng yên khi piston
xoay và tinh tiến lên xuống, được thay thế bằng sự chuyển dòch tương đối của cửa
xả đối với đồ thò khai triển của đầu piston đứng yên. Vò trí A tương ứng với vò trí
cấp nhiên liệu toàn tải, vò trí B – một phần tải và vò trí C – cắt nhiên liệu. vò trí
C, qua rãnh thẳng đứng, cửa xả luôn luôn được ăn thông với không gian phía trên
piston. Sơ đồ cũng chỉ rõ khi xoay piston sẽ làm thay đổi hành trình có ích h
a
. Khi
xoay piston về phía tăng nhiên liệu thường bò giới hạn bởi vít điều chỉnh.
Gờ xả trên pittông cần bảo đảm mối quan hệ đường thẳng giữa hành trình
có ích h
a
của piston bơm cao áp với góc xoay của piston và mức chuyẻân dòch của
thanh răng.
Trong bơm cao áp điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình bằng van
piston cần giảm lực cản khi xoay piston tới mức nhỏ nhất. Muốn vậy cần tìm biện
pháp giảm bán kính mặt tiếp xúc của đuôi piston với vít điều chỉnh con đội.
23
Hình 3.8. Khâu liên kết giữa vít điều chỉnh con đội và đuôi piston bơm cao áp
1 – piston; 2 – lò xo; 3 – đóa dưới lò xo; 4 – vít điều chỉnh con đội.
Nếu phần tán của đuôi piston nằm gọn trong phần khoét lõm ở đóa dưới của
lò xo đồng thời tạo ra một khe hở nhỏ c gữa đuôi piston và vít điều chỉnh con đội

thì trong khoảng thời gian giữa hai lần cung cấp nhiên liệu liền nhau của cùng một
xilanh mặt tiếp xúc giữa piston 1 và vít điều chỉnh con đội 4 hoàn toàn không chòu
tác dụng của lực lò xo 2 vì lực lò xo 2 được truyền trực tiếp qua đóa dưới của lò xo
tới vít điều chỉnh. Trong trường hợp này, ngay cả ở bộ bơm cao áp có 6 tổ bơm thì
tổng thời gian mà áp suất nhiên liệu trong các xilanh đẩy piston tỳ lên vít điều
chỉnh con đội chỉ chiếm 25%; thời gian còn lại, tất cả các piston của bơm đều có
thể được xoay tự do nhẹ nhàng.
Các chi tiết trong cặp piston xy lanh bơm cao áp cần có một hình dạng hình
học chính xác và phải được chế tạo bằng vật liệu chống mòn tốt.
Vật liệu chế tạo các chi tiết của cặp piston xilanh bơm cao áp phải là loại
thép hợp kim làm ổ bi hoặc làm dụng cụ cắt gọt như X15, XBR, 25X5M,…
Các mặt ma sát của cặp chi tiết này sau khi nhiệt luyện phải đạt độ cứng không
nhỏ hơn HCR58, các mặt đầu không nhỏ hơn HRC55. Cấu trúc tế vi của thép X15
ổn đònh hơn thép XBR vì vậy nếu làm bằng thép X15 thì kích thướt hình học của
chi tiết ổn đònh hơn. Chi tiết làm bằng thép 25X5M cần được thấm nitơ.
Trên hình 3.9. giới thiệu bản vẽ chế tạo của cặp piston xilanh bơm cao áp
24
Hình 3.9. Bản vẽ chế tạo của cặp piston xilanh bơm cao áp
Độ bóng bề mặt ma sát của cặp piston xilanh không thấp hơn
∇
11, độ bóng
mặt xilanh tiếp xúc với đế van cao áp không thấp hơn
∇
10. Các mép gờ phân
phối (gờ xoắn, gờ mặt đỉnh của đầu piston và gờ các cửa xả, hút trong xilanh) phải
sắc cạnh.
Sai lệch về hình dáng hình học quy đònh đối với gờ xả trên đầu piston không
được vượt quá 0,02mm trên chiều dài mặt làm việc của gờ. Độ côn của piston và
xilanh không được quá 0,0006mm trên chiều dài 20mm mặt làm việc, độ ô van
không quá 0,0005mm. Không được có vết xướt và vết hằn trên bề mặt chi tiết.

Khe hở hướng kính của các cặp piston xilanh mới phụ thuộc vào đường kính piston
và có thể xác đònh theo số liệu kinh nghiệm tổng hợp trên hình 18. Trong điều
kiện sản suất hàng loạt, người ta kiểm tra khe hở trên bằng phương pháp thí
nghiệm thủy lực trên băng thử. Trong các cặp piston xilanh bơm cao áp đã chế
tạo, tuyệt đối không được thay một trong hai chi tiết của cặp – đã thay phải thay
cả cặp.
Hình 3.10. Quan hệ giữa khe hở hướng kính và đường kính piston d
p
Cặp chi tiết chính xác thứ hai của bơm cao áp là van cao áp và đế van.
Trong hệ thống nhiên liệu dùng vòi phun hở, van cao áp có nhiệm vụ ngăn không
cho khí thể từ xilanh động cơ đi vào xilanh bơm cao áp. Nhưng trong hệ thống
25