tháo lắp, kiểm tra sửa chữa hệ thống nhiên liệu động cơ diesel

TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chương I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL
Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel khác với hệ thống nhiên liệu động cơ xăng,
trong hệ thống nhiên liệu động cơ diesel nhiên liệu được phun trực tiếp vào buồng
cháy của động cơ, hòa trộn với không khí ở nhiệt độ cao tạo hỗn hợp và bốc cháy.
Thời gian bắt đầu phun nhiên liệu giống như thời điểm đánh lửa trong động cơ xăng.
Tuy nhiên nhiên liệu cũng phải được phun sớm trước điểm chết trên ở cuối kỳ nén để
quá trình cháy nhiên liệu được triệt để.
1. 1. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI.
1. 1. 1 Công dụng.
+ Dự trữ nhiên liệu đảm bảo cho động cơ có thể làm việc liên tục trong một thời
gian nhất định, không cần tiếp thêm nhiên liệu,lọc sạch nước, tạp chất cơ học lẫn nhiên
liệu, giúp nhiên liệu chuyển động thông thoáng trong hệ thống.
+ Cung cấp nhiên liệu đảm bảo tốt các yêu cầu sau;
-

Lương nhiên liệu cung cấp cho mỗi chu trình phải phù hợp với chế độ làm việc

của đông cơ.
-

Phun nhiên liệu phải đúng thời điểm, đúng quy luật mong muốn.

-

Nhiên liệu phun vào các xilanh phải đồng đều.

-

Nhiên liệu phun phải dược phun tơi sương và phân tán đồng đều trong buồng

cháy.
+ Các tia nhiên liệu phun vào xilanh phải đảm bảo kết hợp tốt giữa số lượng,
phương hướng,hình dạng, kích thước cửa các tia phun với hình dạng buồng cháy và
cường độ, phương hướng của môi chất trong buồng cháy để hòa khí nhanh và đều.
1. 1. 2 Yêu cầu.
+ Hệ thống phải đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Hoạt động bền lâu
+ Dễ dàng trong việc sử dụng, bảo dưỡng và sữa chữa.
1. 1. 3. Phân loại.
Dựa theo đặc điểm của hai chi tiết chính trong hệ thống đó là bơm cao áp và vòi phun,
hệ thống cung cấp nhiên liệu đọng cơ nhiên liệu chia ra làm hai loại sau:
-

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

là hai chi tiết riêng biệt được nối với nhau qua đường ống dẫn nhiên liệu cao áp gồm
các loại sau:
GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

1

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel sử dụng bơm cao áp PE
Hình 1. 1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu diese sử dụng bơm cao áp PE.

1- Thùng dầu , 2 – Bơm thấp áp , 3 – Bơm cao áp, 4- Bầu lọc, 5 – Đường nhiên liệu
cao áp, 6 – Vòi phun, 7 – Đường nhiên liệu hồi, 8 – Van hồi nhiên liệu,
9 – Đường hồi nhiên liệu thừa về thùng.
Bơm cao áp PE được dùng phổ biến trên các động cơ diesel ô tô như máy kéo như
MTZ,IFA, KAMAS,TOYOTA…
Đặc điểm của hệ thống
-

Bơm cao áp là tổ hợp của nhiều nhánh bơm

-

Mỗi nhánh bơm cung cấp nhiên liệu cao áp cho một xi lanh của động cơ, nhiên liệu

cao áp được cấp từ bơm cao áp tới các vòi phun thông qua các ti ô cao áp
-

Việc điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp thông qua thanh răng và vành răng làm

thay đổi vị trí của piston so với xilanh.



Hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel sử dụng bơm cao áp VE.

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

2

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 2. 10: Bơm cao áp phân phối VE.

Ngày nay những động cơ cao tốc , đặc biệt là xe tải xe khách người ta thường
dùng bơm cao áp VE vì bơm có kết cấu gọn nhẹ độ chính sác cao.
Đặc điểm:
- Cung cấp một lượng nhiên liệu lý tưởng vào trong buồng khí đốt theo từng chế độ
động cơ, phù hợp với lượng khí nạp vào. Lượng dầu cung cấp được bơm cao áp điều
khiển phù hợp với tốc độ động cơ. Bơm cao áp giúp cho động cơ không vượt quá tốc
độ cực đại cho phép hay dưới tốc độ cầm chừng đã được ấn định sẵn.
GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

3

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Bơn cao áp là bơm piston vừa có nhiệm vụ nén nhiên liệu đến áp suất cao vừa có
nhiệm vụ phân phối nhiên liệu đến các xilanh của động cơ, nhiên liệu cao áp được cấp
từ bơm cao áp tới các vòi phun thông qua các ti ô cao áp
- Lượng nhiên liệu phun được quyết định bởi tải trọng thông qua bàn đạp ga quyết
trịnh vị của quả ga

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

4

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel điện tử sử dụng vòi phun thông thường

Hình 1. 3: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống cung cấp nhiên liệu điesel điều khiển điện
tử sử dụng vòi phun thông thường
Phạm vi ứng dụng rộng dãi cho xe du lịch, xe khách,xe tải nhẹ,xe lửa và tàu
thuỷ.
Đặc điểm:
-

Hệ thống được chia thành 3 nhóm cơ bản: Nhóm cung cấp nhiên liệu( gồm thùng

chứa nhiên liệu, bộ lộc, bơm cao áp có bơm thấp áp, van phân định lượng và vòi

phun); nhóm cung cấp không khí ( bộ lọc, đương nạp,máy nén) và nhóm điều chỉnh
thành phần hỗn hợp không khí và nhiên liệu(các cảm biến, bộ điều khiển trung tâm và
cơ cấu chấp hành)
-

Việc điều khiển lượng nhiên liệu và thời điểm phun nhiên liệu thông qua tín hiệu

điều khiển từ ECU.
-

Vòi phun được sử dụng là vòi phun cơ khí thông thường, nhiên liệu được cấp đến

từ các ti ô nối với bơm cao áp.

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

5

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hệ thống cung cấp nhiên liệu Commom Rail

Hình 1. 4: Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail
1-Thùng dầu, 2-Bơm cao áp Common Rail, 3- Lọc nhiên liệu, 4- Đường cấp nhiên liệu

cao áp,5- Đường nối cảm biến áp suất đến ECU,6- Cảm biến áp suất,7- Common Rail
tích trữ và điều áp,8- Van an toàn,9- Vòi phun,10- Các cảm biến đến ECU và bộ điều
khiển thiết bị EDU,11- Đường về nhiên liệu thấp áp ECU và EDU.
Đặc điểm
-

Hệ thống Common Rail là hệ thống phun kiểu tích áp. Một bơm cao áp riêng

biệt được đặt trong than máy tạo ra áp suất liên tục, áp suất này chuyển tới và tích lại
trong ống phân phối và sau đó được cung cấp tới các vòi phun theo thứ tự nổ của từng
xi lanh.
-

Áp suất phun cao, không đổi trong suốt quá trình phun.

-

Quá trình phun thường được chia thành nhiều giai đoạn ( 3 hoặc 4)

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

6

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN
-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hệ thống Commomn Rail ra đời góp phần cải thiện nhiều cho tính năng động

cơ và kinh tế nhiên liệu mà bấy lâu nay người sử dụng cũng như các nhà bảo vệ môi
trường mong đợi. Nó tạo nên hướng nghiên cứu mới cho nghành cơ khí, động lực.
- Hệ thống nhiên liệu kiểu bơm vòi phun: ở loại này chức năng của bơm cao áp và
vòi phun được thay thế bằng một thiết bị nhiều tác dụng được gọi là bơm phun cao
áp,nó thực hiện tất cả các nhiệm vụ cung cấp điều chỉnh và phun nhiên liệu cao áp vào
buồng đốt.


Bơm vòi phun P-T
Hình 1. 5:Bơm vòi phun PT
1. Cần piston;
2. Đĩa đỡ lò xo;
3. Lò xo;
4. Thân bơm;
5. Lưới lọc;
6. Lỗ nạp;
7. Piston bơm;
8. Đai ốc (ống nối);
9. Xilanh;
10. Đầu phun;
11. Lỗ định lượng (giclơ);
12. Van một chiều;
13. Rãnh nhiên liệu
- Bơm vòi phun P-T của hãng Cumins điều khiển lượng nhiên liệu phun bằng

thủy lực gồm có van kim hay kim phun 7 làm nhiệm vụ của piston bơm cao áp,đồng
thời làm chức năng van trượt đóng mở lỗ định lượng (giclo 11), lỗ phun nhiên liệu

a,lỗ thông với đường dầu hồi b. xilanh 9 có các đương nạp, đường dầu hồi, lỗ định
lượng và các lỗ nối đường nạp và đường dầu hồi. Đầu vòi phun 10 có các lỗ phun và
tỳ hình côn tiếp xúc với kim phun. Trên mặt tiếp xúc hay lắp ghép giũa xilanh 9 va 10
có rãnh nhiên liệu 13 nối thông đường nhiên liệu phía sau van 1 chiều 12 với lỗ định
lượng 11. Đai ốc ống nối 8 ép chặt đầu phun 10 với xilanh 9 vào than 4. Lò xo 3

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

7

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

thông qua đĩa 2 đẩy piston 7 đi lên, còn cần piston 1 nhờ cơ cấu dẫn động đẩu piston đi
xuống làm cho piston đi lên thực hiện bơm nhiên liệu.

 Bơm- vòi phun điện tử HEUI
Hình 1. 6 Bơm vòi phun điện
tử
Kim phun; 2,9,12,15. Lò xo; 3,6,19 Lõ
hồi nhiên liệu. 4. Ống nối; 5. Van triệt
hồi; 7. Piston; 8. Xilanh; 10. Piston
tăng cường; 11,16,17. Đường dẫn dầu;
12. Thân van; 13. Cuộn dây điện; 14.
Van đóng mở đường dầu; 18. Rãnh
vòng trên piston;20. Lỗ dẫn nhiên liệu

tù bơm thấp áp đến; 21. Lỗ nạp; 22. Lỗ
thông; 23. Đường nhiên liệu cao áp;24.
Lỗ kim phun; 25. Lỗ phun.

Đây là bơm vòi phun có thời điểm phun biến thiên và thời gian phun biến thiên.
Ưu điểm của HEUI là thời điểm phun, thời gian phun và lượng nhiên liệu phun rất
chính sác ở mọi số vòng quay của động cơ.

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

8

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Bơm –vòi phun điên tủ điều khiển bằng cơ học

Hình 1.7: Hệ thống nhiên liệu diesel sử dụng bơm cao áp – vòi phun điều khiển
điện tử kích hoạt cơ học.
1. Cơ cấu điện từ; 2. Dây tín hiệu ECU; 3. Cam; 4. Xilanh bơm; 5. Piston bơm;
6. Lỗ nạp; 7,8,10. Đường nhiên liệu; 9. Lỗ xả; 11. Van điện từ.
Đặc điểm:
-

Bơm cao áp và vòi phun được kết hợp thành một khối.

-

Việc nén và cấp nhiên liệu được thực hiện nhờ cam nhiên liệu

-

Điều khiển thời điểm cung cấp nhiên liệu và lượng nhiên liệu cung cấp thông

qua tín hiệu điện từ điều khiển van điện từ 11

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

9

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chương II: SƠ ĐỒ , NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL
Hệ thống nhiên liệu trên động cơ diesel gồm các bộ phận chính như sau:
Đường dầu hạ áp, đường dầu về, bơm cao áp, kim phun nhiên liệu, thùng chứa nhiên
liệu, bơm nhiên liệu thấp áp, lọc sơ cấp lọc thứ cấp, van an toàn….
Hiện nay trên động cơ diesel được trang bị rất nhiều loại bơm như: Bơm cao áp
PE,VE, P. S. B, C. A. V – D. P. A; Bơm liên hợp UP, GM: Bơm cá nhân PF. v. v…
2. 1. Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel
 Mô tả toàn bộ hệ thống nhiên liệu trên động cơ diesel:

Hình 2. 1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ diesel
 Nguyên lý làm việc.
- Theo sơ đồ cấu tạo (trên hình 2. 1) ta có: Khi khởi động động cơ bơm nhiên liệu
thấp áp hút nhiên liệu từ thùng chứa đi qua lọc sơ cấp và lọc thứ cấp rồi đến khoang
nhiên liệu thấp áp của bơm cao áp. Khi bơm cao áp làm việc, piston đi xuống nhiên
liệu được chảy vào xilanh qua cửa nạp và cửa xả. Nhiên liệu sau khi vào xilanh được
GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

10

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

piston nén đến áp suất cao và chuyển đến vòi phun qua đường dầu cao áp. Nhiên liệu
được kim phun phun vào buồng đốt của động cơ đúng thời điểm.
- Trong tất cả các đường nhiên liệu của hệ thống và nhiên liệu đi vào xilanh bơm
cao áp không được lẫn không khí, vì không khí sẽ làm cho hệ số nạp của các tổ bơm
không ổn định thậm chí có thể làm gián đoạn quá trình cấp nhiên liệu và làm cho động
cơ không nổ được. Vì vậy trên các hệ thống nhiên liệu thường có vít xả E (xả không
khí) để xả E trước khi cho động cơ làm việc.
2. 1. 1. Hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel sử dụng bơm cao áp PE
 Sơ đồ nguyên lý:

Hình 2. 2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel.
1. Thùng dầu , 2 . Bơm thấp áp , 3. Bơm cao áp, 4. Bầu lọc, 5. Đường nhiên liệu cao áp, 6.Vòi
phun, 7. Đường nhiên liệu hồi, 8. Van hồi nhiên liệu, 9. Đường hồi nhiên liệu thừa về thùng.

 Nguyên lý làm việc:
Khi khởi động cơ khi đó trục cơ quay dẫn động cho trục bơm PE làm việc khi bơm
làm việc sẽ dẫn động và điều khiển cho bơm thấp áp và cao áp . Khi piston đi xuống
thì nhiên liệu từ khoang nhiên liệu thấp áp tràn vào buồng chứa thể tích công tác bao
gồm phía trên piston và rãnh lõm ở đầu piston, khi piston đi lên nhiên liệu bị ép và bị
đẩy một phần qua lỗ,khi piston tiếp tục đi lên đống các cửa nạp và cửa xả từ dó nhiên
liệu được nén bởi piston và xi lanh sau đó đến dường ống cao áp và đến vòi phun.
GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

11

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

2. 1. 2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel sử dụng bơm cao áp VE
 Sơ đồ cấu tạo.

Hình 2. 3: Bơm cao áp phân phối
1. Thùng chứa;2. Trục bơm; 3. Van ổn áp; 4. Quả văng;5. Bộ lọc;
6. Trục bộ điều tốc; 7. Cần ga; 8. Lò xo; 9. Khoang chứa nhiên liệu; 10. Van dầu hồi; 11.
Cơ cấu dẫnđộng ga;12. Van điện cắt nhiên liệu; 13. Thân bơm; 14. Đường nạp; 15. Rãnh
nạp; 16. Cửa chia; 17. đầu nối vòi phun; 18. Van cao áp;19. Đường chia;20. Đường
xả;21. Quả ga22. Trục piston; 23. Cơ cấu điều chỉnh góc phun sớm; 24. Đĩa cam; 25.
Giá con lăn; 26. Bánh răng dẫn động; 27. Bơm cánh gạt; 28. Bơm chuyển
 Nguyên lý hoạt động.
- Khi bật khóa điện ON, van điện từ cắt nhiên liệu được kéo vào trong, đường thông

giữa thân bơm và piston mở. Khi bơm thấp áp quay, hút nhiên liệu từ bình nhiên liệu
qua bầu lọc nhiên liệu, đi vào thân bơm theo áp suất được điều chỉnh bởi van điều
chỉnh. Piston hút nhiên liệu từ thân bơm và buồng áp suất trong hành trình hút ( piston
dịch chuyển sang trái ) và nén nhiên liệu ở mức độ cao để dẫn đến từng van phân phối
trong hành trình nén ( di chuyển sang phải ).
- Sau khi qua van phân phối, nhiên liệu được đi đến vòi phun qua các ống dẫn
cao áp ,từ đó nhiên liệu được phun vào các xilanh động cơ .

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

12

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Cùng lúc, các bộ phận bên trong bơm được làm mát và bôi trơn. Một phần
nhiên liệu quay trở về bình chứa nhiên liệu từ vít tràn để kiểm soát mức độ tăng nhiệt
độ của nhiên liệu trong bơm.
2. 1. 3 Hệ thống cung cấp nhiên liêu diesel điều khiển bằng điện tử dung vòi phun
thông thường và bơm VE
 Sơ đồ cấu tạo chung.

Hình 2. 4: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống cung cấp nhiên liệu điesel
điều khiển bằng điện tử
 Nguyên lý hoạt động.
- Hệ thống nhiên liệu sử dụng bơm cao áp điện từ là hệ thống phun nhiên liệu kiểu

tích áp. Một bơm cao áp riêng biệt được đặt trong thân máy tạo ra áp suất liên tục. Áp
suất này chuyển tới và tích lại trong ống phân phối (rail) cung cấp tới vòi phun theo
thứ tự làm việc của từng xilanh. ECU điều khiển lượng nhiên liệu phun và thời điểm
phun một cách chính xác bằng cách sử dụng các van điện từ.
- Khi bật khóa điện ECU điều khiển cho bơm điện đặt trong thùng nhiên liệu điều
khiển đẩy nhiên liệu qua bầu lọc nhiên liệu cung cấp cho bơm thấp áp kiểu bánh răng
nằm trong bơm cao áp. Khi khởi động động cơ bơm bánh răng làm việc sẽ cung cấp
nhiên liệu cho bơm cao áp làm việc. Khi động cơ làm việc ECU sẽ điều khiển cho
bơm điện ngừng hoạt động. Nhiên liệu có áp suất cao được tạo ra từ bơm cao áp đưa
GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

13

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

đến ống phân phối. Từ ống phân phối nhiên liệu được phân phối đến các vòi phun của
động cơ. ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến và phát tín hiệu đến các vòi phun. ECU
tính toán và quyết định lượng nhiên liệu cung cấp đúng thời điểm phun cho động cơ.
Lượng dầu hồi từ ống phân phối và các vòi phun sẽ theo hai đường dầu hồi một
đường quay trở lại bơm bánh răng, còn một đường quay trở lại thùng nhiên liệu.
2. 1. 4. Hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail
 Sơ đồ cấu tạo:

Hình 2. 5: Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail
1-Thùng dầu, 2-Bơm cao áp Common Rail, 3- Lọc nhiên liệu, 4- Đường cấp nhiên liệu

cao áp,5- Đường nối cảm biến áp suất đến ECU,6- Cảm biến áp suất,7- Common Rail
tích trữ và điều áp,8- Van an toàn,9- Vòi phun,10- Các cảm biến đến ECU và bộ điều
khiển thiết bị EDU,11- Đường về nhiên liệu thấp áp ECU và EDU.
 Nguyên lý làm việc:
Tương tự như HTNL Diesel thông thường, nhiên liệu được bơm cung cấp đẩy đi
từ thùng nhiên lệu trên đường ống thấp áp qua bầu lọc (3) đến bơm cao áp (2), từ đây
nhiên liệu được bơm cao áp nén đẩy vào bơm tích trữ nhiên liệu áp suất (7) hay còn
gọi acquy thủy lực và được đưa đến vòi phun Common Rail(9) sẵn sàng để phun vào
xi lanh động cơ. Việc tạo áp suất và phun nhiên liệu hoàn toàn tách biệt với nhau trong
hệ thống Common Rail. Áp suất phun được tạo ra độc lập với tốc độ và lượng nhiên
liệu phun ra. Nhiên liệu được tích trữ với áp suất cao trong acquy thủy lực. Lượng
GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ
SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình
14


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

phun ra được quyết định bởi bàn đạp ga, thời điểm phun cũng như áp suất phun được
tính bằng ECU dựa trên các biểu đồ dữ liệu đã lưu trên nó. Sau đó ECU va EDU sẽ
điều khiển các kim phun của các vòi phun tại mỗi xilanh động cơ để phun nhiên liệu
nhờ thông tin từ các cảm biến(10) với áp suất phun có thể đến 1500bar. Nhiên liệu
thừa của vòi phun đi qua acquy thủy lực trở về bơm cao áp, van điều khiển áp suất tại
bơm mở để trở về thùng nhiên liệu(1). Trên acquy thủy lực có gắn cảm biến áp suất và
đầu cuối có bố trí van an toàn(8),nếu áp suất tích trữ trong acquy thủy lực(7) lớn quá
giới hạn van an toàn sẽ mở để nhiên liệu trở về thùng chứa.
2. 2. Cấu tạo các chi tiết chính.
2. 2. 1 Bơm cao áp

2. 2. 1. 1 Bơm cao áp PE
a. Sơ đồ cấu tạo bơm cao áp PE

Hình 2.6: Sơ đồ cấu tạo bơm PE

1. Bộ điều tốc; 2. Bơm chuyển nhiên liệu; 3. Cơ cấu tự động
điều chỉnh góc phun sớm; 4. Trục cam bơm cao áp; 5. Vít xả
không khí; 6. Cửa chặn; 7. Các tổ bơm; 8. Vỏ bơm
- Bơm cao áp PE là một loại bơm gồm nhiều nhánh bơm gép chung thành một
khối nó gồm các bộ phận chính sau :
- Vỏ bơm được đúc bằng thép hoạc hợp kim nhôm trên đó có bệ để bắt bơm, các
lỗ bắt đầu ống dầu, vít xả e, vít chặn xilanh, rãnh lắp phần đuôi của piston. Thân bơm
được chia làm 3 phần trong đó có chứa các chi tiết sau:
+ Phần trên: là khoang chứa nhiên liệu thông giữa các nhánh bơm với nhau.
GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

15

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

+ Phần giữa: bên trong có chứa các cặp piston – xilanh tương ứng với số
xilanh của động cơ, các vòng răng, và trục thanh thước điều khiển. Trên vòng răng có
vít điều chỉnh vị trí tương đối của piston và xilanh.
+ Phần dưới: bên trong có chứa trục cam số cam bằng số xilanh động cơ và
một cam để dẫn động cho bơm thấp áp. Dưới trục cam là đáy bơm có chứa dầu bôi

trơn. Trục cam có một đầu được lắp với cơ cấu truyền động đầu còn lại lắp với bộ điều
tốc.
- Trên xilanh là đế van triệt hồi, van triệt hồi, lò xo, trên cùng là đai ốc.
- Bên ngoài vỏ bơm có lỗ để bắt bơm thấp áp, phía trên của bơm có van và đế
lắp với van triệt hồi
b. Cấu tạo của một tổ bơm PE
Cấu tạo gồm nhiều nhánh bơm ghép lại với nhau số xilanh của bơm phụ thuộc
vào số xilanh của động cơ, vì vậy các nhánh bơm có nguyên lý làm việc giống nhau
sau đây ta xét nguyên lý hoạt động của một nhánh bơm :
- Khi áp làm việc theo và cụ thể theo các hành trình sau.
+ Hành trình I hút khi piston đi xuống thì nhiên liệu từ khoang nhiên liệu thấp
áp tràn vào chứa đầy thể tích công tác bao gồm phía trên piston và rãnh lõm ở đầu
piston
+ Hành trình II khi piston đi lên, nhiên liệu bị ép lại và bị đẩy một phần qua lỗ.
+ Hành trình III piston tiếp tục đi lên đóng các cửa nạp và cửa xả lại. Từ đó trở
đi nhiên liệu được nén bởi piston và xilanh sau đó đi vào đường ống cao áp và đến vòi
phun. Trên hành trình IV.
+ Hành trình V Piston tiếp tục đi lên và khi gờ dưới của dãnh lõm bắt đầu mở lỗ
xả ở hành trình V kể từ đó trở đi nhiên liệu theo dãnh lõm qua lỗ ra ngoài khoang
nhiên liệu thấp áp trên hành trình VI

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

16

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 2. 7: Cấu tạo một tổ bơm cao áp PE.

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

17

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 2. 8: Sơ đồ công tác bơm cao áp.
I : Piston đi xuống hút nhiên liệu.
II : Piston đi lên bắt đầu nén nhiên liệu.
III : Piston đóng hai cửa nạp.
IV : Nhiên liệu đươc nén vào đường ống cao
V : Piston bắt đầu mở lỗ xả.

áp đến vòi phun
VI : Nhiên liêu đi ra ngoài qua lỗ xả.

Hình 2. 9: Sơ đồ vị trí tương đối của lỗ thoát đối với đỉnh piston.
2. 2. 1. 2 Bơm cao áp VE
a. Sơ đồ cấu tạo:

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

18

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 2. 10: Bơm cao áp phân phối
1. Thùng chứa;2. Trục bơm; 3. Van ổn áp; 4. Quả văng;5. Bộ lọc,6. Trục bộ điều
tốc; 7. Cần ga; 8. Lò xo; 9. Khoang chứa nhiên liệu; 10. Van dầu hồi; 11. Cơ cấu
dẫnđộng ga;12. Van điện cắt nhiên liệu; 13. Thân bơm; 14. Đường nạp; 15. Rãnh
nạp; 16. Cửa chia; 17. đầu nối vòi phun;18. Van cao áp;19. Đường chia;20. Đường
xả;21. Quả ga22. Trục piston; 23. Cơ cấu điều chỉnh góc phun sớm; 24. Đĩa cam;
25. Giá con lăn; 26. Bánh răng dẫn động; 27. Bơm cánh gạt; 28. Bơm chuyển

Bơm VE khác với bơm PE chỉ có một piston và một xilanh bơm cho dù trên
động cơ có nhiều xilanh. Nhiên liệu được cung cấp bởi piston và phân phối qua các
dãnh tới các đầu phân phối ứng với số xilanh trên động cơ. Bơm cao áp VE gồm
những bộ phận chính sau.
- Bơm thấp áp kiểu cánh gạt
- Bơm cao áp với đầu phân phối.
- Bộ điều chỉnh tốc độ động cơ ( bộ điều tốc ).
- Bộ ngắt nhiên liệu ( bằng cơ khí hoặc bằng điện ).
- Bộ phun dầu sớm bằng thủy lực.
Ngoài ra trên bơm còn trang bị một số chức năng khác để thích nghi trong sử
dụng với từng loại động cơ cụ thể.

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

19

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trục dẫn động bơm chia đặt trên ổ đỡ trong thân bơm trên trục chủ động là bơm
cung cấp nhiên liệu được dẫn động bằng Rơle (hoặc bánh răng). Bộ truyền động bánh
răng và đĩa con lăn được lắp trên trục truyền động với phương thẳng đứng so với trục.
Con lăn của bơm phân phối chuyển động xoay tròn, lên xuống sẽ tác động lên đầu
piston bơm, nhờ đó piston có thể vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến.
Tại đầu bơm phân phối có bộ tắt máy bằng điện, van phân phối và các ống van
phân phối. Bộ điều chỉnh tốc độ li tâm(bộ điều tốc) được cấu tạo bởi các má băng và
hệ thống tay đòn điều chỉnh cùng van trượt. Phía dưới bơm có bộ điều chỉnh phun sớm
bằng áp suất thủy lực. Phía trên có tay đòn điều chỉnh số vòng quay và hai vít điều
chỉnh không tải, điều chỉnh số vòng quay định mức.
b. Nguyên lý hoạt động.
Khi khởi động động cơ lúc đó bơm cung cấp nhiên liệu sẽ hoạt động và hút
nhiên liệu sẽ thắng sức căng của lò xo đảy van điều áp đi lên, lúc này nhiên liệu sẽ qua
đường dẫn quay trở về đường nạp nhiên liệu ban đầu trong khoang bơm. Luợng nhiên
liệu cần thiết sẽ được đưa vào buồng trong của bơm phân phối tại đó để làm mát và
thường xuyên tự xả E cho bơm, một lượng nhiên liệu nhất định luôn chạy qua van dầu
hồi trở về thùng nhiên liệu.
Khi piston đi xuống, lúc này rãnh vát trên đầu piston mở cửa nạp. Nhiên liệu
trong khoang bơm sẽ qua đường nạp vào rãnh vát của piston chia tới khoang cao áp

của bơm phân phối. Piston bơm phân phối nhận chuyển động quay từ cam và con lăn.
Số vấu cam của đĩa cam hay số lần chuyển động lên xuống của con lăn chính bằng số
xilanh mà động cơ có.
Con lăn mang chuyển động qua cam quay qua đó nó tác động thành chuyển
động tịnh tiến của đĩa cam và làm cho Piston vừa chuyển động tịnh tiến vừa chuyển
động quay. Qua chuyển động quay sẽ tạo lên việc đóng mở của rãnh vát và đường dầu
vào piston chia và đầu chia. Áp lực cao đạt được nhờ sự chuyển động đi lên của
piston. Sự cung cấp nhiên liệu được thực hiện khi rãnh vát của piston chia đóng cửa
dầu vào và khi cửa xả trên piston trùng với đường xả trên đầu bơm. Dầu với áp suất
cao được tạo ra sẽ thắng sức căng lò xo của van triệt hồi khi đó van triệt hồi được nâng
lên và nhiên liệu sẽ được bơm lên vào đường cao áp phun vào động cơ qua kim phun.
Quá trình cung cấp nhiên liệu kết thúc khi piston tịnh tiến lên mở van tiết lưu
qua đó nhiên liệu từ buồng áp suất cao được xả tự do trả lại khoang bơm.
GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

20

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Quá trình cung cấp nhiên liệu cho động cơ còn được điều khiển bởi van tiết lưu
thông qua bộ điều tốc li tâm. Khi công suất động cơ tăng nhiên liệu sẽ được phun vào
sớm hơn thông qua bộ điều chỉnh phun sớm bằng thủy lực. Khi tắt máy là ngừng cung
cấp nhiên liệu cho piston, xilanh bơm cao áp ta chỉ cần cắt điện của van điện từ khi đó
van điện từ sẽ đóng đường nạp nhiên liệu vào trong khoang cao áp lúc này do chuyển
động quán tính của động cơ piston vẫn vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh

tiến nhưng không có nhiên liệu cung cấp nên động cơ sẽ ngừng làm việc.

2. 2. 1. 3. Bơm cao áp VE điều khiển điện tử
a. Sơ đồ cấu tạo

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

21

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình

Hình 2. 11: Bơm VE hướng trục điều khiển điện tử


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1. Cơ cấu điều ga; 2. Biến trở; 3. Cuộn dây điện từ; 4. Piston điều khiển phun sớm;
5. Van điện tắt máy; 6. Xilanh bơm; 7. Piston bơm;8. Van điều khiển phun sớm
b. Nguyên lý làm việc:
Bơm sơ cấp hút nhiên liệu từ bình, nén trong thân bơm tới áp suất p1 và sử dụng một
piston để đưa nhiên liệu áp suất cao tới mỗi vòi phun bằng chuyển động tịnh tiến và
quay. Cơ cấu ga điện từ điều khiển lượng nhiên liệu phun và kiểm soát tốc độ của
động cơ để ngăn động cơ chạy quá tốc độ và ổn định tốc độ chạy không tải. Cơ cấu
điều khiển phun sớm sử dụng một van TCV để thực hiện điều khiển phun sớm.
Khi bật khóa điện ON, van điện từ cắt nhiên liệu mở đường dầu từ khoang bơm đến
khoang xylanh. Bơm sơ cấp quay hút nhiên liệu từ bình nhiên liệu, qua bộ lắng đọng
nước và bộ lọc nhiên liệu, đi vào khoang bơm tạo ra áp suất p1.
Trong hành trình sang trái của piston 9, rãnh xẻ ở đầu piston trùng với cửa nạp thì dầu

có

áp

suất

p1

từ

khoang

bơm

được

đưa

vào

khoang

xylanh

10

Trong hành trình piston 9 vừa quay vừa sang phải thì phần không có rãnh xẻ ở đầu
piston che lấp cửa nạp dầu. Khi đó dầu trong khoang xylanh bị nén tạo áp suất tăng
lên. Khi áp suất nén trong khoang xylanh đủ lớn thì van ngắt dầu mở, dầu cao áp được
đưa đến vòi phun qua ống cao áp, từ đó nhiên liệu được vòi phun phun vào buồng

cháy.
Trong hành trình tiếp theo, quá trình nạp, nén và phun nhiên liệu cũng được thực hiện
tương 6tự đối với các xylanh khác của động cơ. Việc
này được
hiện nhờ một lỗ
1 – Đường
dầu thực
cao áp.
Hình 2. 18 Sơ đồ cấu tạo
trích giữa
đầu
5 piston bơm (gọi là cửa chia dầu) và 2 – Đường dầu hồi.
bơm cao áp điên từ.
chia của bơm.
3 – Bơm bánh răng.
4

2. 2. 1. 4 Bơm cao áp điều khiển điện tử.
a. Sơ đồ cấu tạo:
3

2 s Nguyễn Kim Kỳ
GVHD:Th.
1

1 – đường dầu cao áp ,
4 – Đường dầu cung cấp.
2 – đường dầu hồi,
5 – Van an toàn.
8 3 – bơm bánh răng ,

6 – Van điện từ.
4 – đường dầu cung cấp,
9 7 – Cam lệch tâm.
5 – van an toàn,
8 – Piston.
6 – van điện từ ,
triệt áp.
SVTH:Thịnh
–Hiệu -Bình
22 9 – Van
7 – cam lệch tâm ,
7

9 – piston bơm.


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hinh 2. 12: Bơm cao áp điều khiển điện tử
b. Nguyên lý hoạt động.
Nhiên liệu từ bơm thấp áp được chuyển đến van điều khiển nạp. ECU sẽ điều
khiển van đóng mở để cung cấp lượng nhiên liệu cho bơm cao áp làm việc. ECU nhận
tín hiệu từ cảm biến áp suất nhiên liệu trên ống phân phối( rail) để điều chỉnh lượng
nhiên liệu cung cấp cho bơm cao áp. Khi áp suất nhiên liệu trên ống rail cao ECU sẽ
gửi tín hiệu đến van điều khiển nạp để mở rộng cửa nạp tăng lượng nhiên liệu cung
cấp cho bơm cao áp. Quá trình hoạt động của bơm cứ diễn ra liên tục như vậy trong
suốt quá trình hoạt động của động cơ. Với loại bơm 3 piston hướng kính này trong một
vòng quay của trục cam dẫn động cả 3 piston đều hoạt động nhiên liệu có áp xuất cao

được bơm tạo ra chuyển tới ống rail của hệ thống. Loại bơm này có thể tạo ra áp suất
cực đại là 1350 bar.

2. 2. 2 Vòi phun

Hình 2. 13: Sơ đồ cấu tạo vòi phun.

 Vòi phun cơ khí.

1- Nắp chụp, 2- Vít điều chỉnh,

a. Cấu tạo:

3- Lò xo, 4-Thân,

Thể hiện kết cấu chung của một vòi phun
nhiênđẩy,
liệu6-gồm
5- Cần
Đaiba
ốc,phần chính
7,13 – Đệm ,
8- Kim phun,
9- Khoang nhiên liệu,
10- Thân ổ kim phun,
11- Rãnh trong bộ phân phối ,
14- Đai ốc lò xo voi phun,
GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình

15- 23
đai ốc hãm,
16- lỗ xả nhiên liệu.


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Thân: trên thân kim có ống dẫn đường nhiên liệu đến, ống dẫn về và vít xả
gió.
- Trong thân có lò xo cần đẩy, phía trên có đai ốc chặn để hiệu chỉnh sức căng
của lò xo, trên cùng là nắp chụp đậy đai ốc điều chỉnh.
- Đầu: được nối liền với thân vòi phun bằng một đai ốc nối bên trong có đường
dẫn dầu cao áp, khoang chứa dầu cao áp và chứa van kim. Phần đầu vòi phun có một
hay nhiều lỗ phun rất bé tùy thuộc vào từng loại vòi phun.
- Khâu nối: dùng để nối thân và đầu vòi phun. Vòi phun được lắp vào nắp máy
nhờ bulông và mặt bích.
b. Nguyên lý làm việc:
Khi động cơ làm việc nhiên liệu từ bơm cao áp đi vào đường ống cao áp đi vào
vòi phun theo rãnh 12 trong thân vòi phun vào buồng 9 tác dụng vào mặt côn của trốt.
Khi lực này lớn hơn lực lò xo 3 thì sẽ nén lò xo lại. Thông qua đệm lò xo, nâng chốt
của vòi phun lên
thực hiện quá trình phun nhiên liệu. khi kết thúc phun do áp xuất trong rãnh của
thân vòi phun giảm đột ngột, do bơm cao áp ngừng cấp nhiên liệu cao áp, khi đó lực
đàn hồi của lò xo sẽ lớn hơn lực do bơm cao áp tác dụng vào mặt côn của chốt nên
chốt đóng lại kết thúc quá trình phun nhiên liệu.
Như vậy quá trình phun nhiên liệu được diễn ra theo chu kỳ công tác của động cơ
- Áp suất bắt đầu phun được điều chỉnh bằng vít 2. Vặn vít vào đai ốc 14 của lò
xo, phía trên được hãm bằng đai ốc hãm 15. Chiều cao nâng của kim phun không điều

chỉnh. Trị số tiết diện đi qua của lỗ phun phụ thuộc vào chiều cao nâng của kim phun,
cho nên kim phải được nâng lên một độ cao xác định. Chiều cao nâng càng lớn nhiên
liệu được vòi phun phun ra càng lớn.

GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

24

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình


TRƯỜNG CĐCN PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Khi thay đổi lực căng của lò xo 3 áp suất bắt đầu phun và thời điểm nhiên liệu
bắt đầu phun ra khỏi vòi phun sẽ thay đổi. Do đó lò xo càng siết mạnh thì áp xuất phun
càng phải cao để thắng lực cản của lò xo và nâng kim phun. Để tạo nên áp suất phun
nhiên liệu trục cam phải quay đi một góc lớn tới thời điểm bắt đầu nâng kim phun so
với góc mà trục cam phải quay khi lực căng của lò xo yếu hơn. Khi đó nhiên liệu phun
bị ép mạnh hơn và thời điểm bắt đầu phun muộn hơn.
Yêu cầu áp suất nhiên liệu thấp hơn để nâng kim phun và khi đó thời điểm bắt
đầu phun nhiên liệu sớm hơn.
 Vòi phun điên tử.
a.

Sơ đồ cấu tạo.

Hình 2. 14 Vòi phun điều khiển điện tử
1. Cuộn dây;2. Van từ; 3. Dầu vào; 4. Giclơ ra;

5. Buồng điều khiển; 6. Piston điều khiển; 7. Lò xo; 8. Kim phun.
b.

Nguyên lý làm việc
Khi không có dòng chạy đến cuộn dây từ, lục lò xo lớn hơn áp suất trong buồng

điều khiển, đẩy van từ xuống dưới và đóng giclo. Do đó áp suất tác dụng lên piston
điều khiển nén lò xo kim phun, lò xo sẽ đóng kín miệng phun và ngừng phun.
Khi có dòng điện chạy đến cuộn day từ lực hấp dẫn của cuộn dây kéo van lên, van
sẽ mở giclo và cho nhên liệu chảy đến buồng điều khiển rồi ra ngoài. Khi nhiên liệu
chảy ra áp suất trong buồng điều khiển giảm, áp suất trong khoang kim phun đẩy kim
phun lên và piston điều khiển đi lien quá trunhf phun bắt đầu. Nhioeen liệu qua giclo
ra rồi chảy xuống bên dưới ống hồi nhiên liệu và piston điều khiển, nâng piston lên và
tăng cường phản ứng đóng mở kim phun khi dòng điện tiếp tục tác dụng lên cuộn dây
GVHD:Th. s Nguyễn Kim Kỳ

25

SVTH:Thịnh –Hiệu -Bình