HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL

CHƯƠNG 4. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
DIESEL
4.1 Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống nhiên liệu Diesel
4.2. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu Diesel
4.3 Hệ thống nhiên liệu bơm cá nhân PF
4.4 Hệ thống nhiên liệu thẳng hàng PE
4.5 Hệ thống nhiên liệu bơm cao áp VE
4.6 Hệ thống nhiên liệu kim bơm liên hợp GM
4.7Hệ thống nhiên liệu bơm CUMMINS-PT
4.8 Hệ thống EDC
4.9 Hệ thống common-rail


4.1 Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống nhiên liệu Diesel
4.1.1 Nhiệm vụ.

• Dự trữ nhiên liệu. Đảm bảo cho động cơ hoạt động trong một thời
gian dài mà không cần phải cấp thêm nhiên liệu.
• Lọc sạch tạp chất trong nhiên liệu, giúp nhiên liệu lưu thông dễ dàng
trong hệ thống.
• Cung cấp nhiên liệu cho động cơ, lượng nhiên liệu cấp cho mỗi chu
trình phải phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ.
• Thời điểm phun nhiên liệu vào xy lanh phải chính xác, đúng quy luật.
Đối với động cơ nhiều xy lanh thì nhiên liệu phun vào phải đồng đều
trong một chu trình.
• Phun tơi và phân bố đều nhiên liệu trong toàn bộ thể tích buồng cháy.


4.1.2 u cầu.
• Có độ bền, tuổi thọ cao và hoạt động ổn định.
• Đơn giản trong sử dụng, sửa chữa và bảo dưỡng.

• Lượng phun nhiên liệu phải kịp thời đúng thời điểm, thời điểm bắt
đầu phun chính xác.
• Việc điều chỉnh lượng nhiên liệu phun vào động cơ thuận tiện
và tự động theo từng chế độ công tác của động cơ
• Áp suất phun phải ổn định.
• Dễ chế tạo, giá thành rẻ.


4.1.3 Phân loại.
Dựa vào cấu tạo bơm cao áp , vòi phun áp lực nhiên liệu ta có
thể chia hệ thống nhiên liệu thành các loại sau:
• Bơm cao áp một tổ bơm (bơm cao áp PF): bơm cao áp thay đổi hành
trình piston bơm.
• Bơm cao áp nhiều tổ bơm ráp thẳng hàng chung một khối (bơm cao
áp PE): bơm cao áp thay đổi hành trình piston bơm.
• Bơm cao áp loại phân phối gồm: Bơm cao áp PSB, CAV, DPA,
ROOSA MASTER, PERKING, EP – VA, EP –VM, VE.
• Kim bơm liên hợp GM.
• Bơm thời áp: bơm CUMMINS


4.2. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu Diesel
4.2.1 Sơ đồ của hệ thống nhiên liệu Diesel

Hệ thống BCA PE điều chỉnh bằng cơ khí
1-thùng dầu, 2-lọc dầu với van tràn, 3-thiết bị định thời, 4-bơm PE, 5-bơm tiếp nhiên liệu, 6-bộ điều chỉnh, 7bàn đạp ga,8-đường cao áp,9-vòi phun và lỗ lắp,10-đường dầu hồi, 11-bugi xông, 12-điều khiển bugi xông,
13-accu,14-công tắc xông, 15-động cơ (IDI).


4.2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu Diesel

Khi động cơ làm việc, nhiên liệu được tới bơm tiếp vận hút từ
thùng nhiên liệu theo ống dẫn qua bầu lọc thô sau khi được lọc sạch đến
ngăn chứa của BCA, ở đây nhiên liệu được nén đến áp suất cao đi qua
ống dẫn cao áp đến vòi phun và phun vào buồng cháy của động cơ theo
đúng thứ tự làm việc. Nhiên liệu phun vào buồng cháy hòa trộn với
không khí ở cuối quá trình nén có áp suất và nhiệt độ cao, nhiên liệu tự
bốc cháy, giãn nở và sinh công. Nhiên liệu thừa ở BCA, bầu lọc tinh và
vòi phun theo ống dẫn dầu hồi trở về thùng chứa nhiên liệu.


4.3 Hệ thống nhiên liệu bơm cá nhân PF: Hệ thống này dùng trên động
cơ có công suất thấp, thấp tốc. Mỗi bơm chỉ cấp nhiên liệu cho một xy
lanh.
Sơ đồ hệ thống nhiên
liệu BCA PF
1-bơm PF, 2-vít xả
gió, 3-ống dẫn nhiên
liệu cao áp, 4-kim
phun nhiên liệu, 5-ống
dẫn dầu từ kim phun
về, 6-đường nhiên liệu
vào lọc, 7-dầu vào, 8bầu lọc nhiên liệu, 9ống đưa nhiên liệu
vào BCA, 10-vít xả
cặn.


4.3.1 Kết cấu bơm cao áp PF
.

Kết cấu bơm cao áp PF

1-thân bơm, 2-đường dầu và, 3-vít xả gió, 4-bọng dầu, 5-piston,6-xy lanh, 7-vòng răng,
8-thanh răng, 9-lò xo, 10-chụp đệm đẩy, 11-lỗ xem dấu cân bơm, 12-bệ van, 13-lò xo
van, 14-ốc lực giác, 15-ống cao áp, 16-khoen chặn


Một bơm cao áp PF gồm các bộ phận như sau:
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 vít xả gió, vít chặn xy lanh, lỗ để xỏ thanh răng, lỗ để trông đệm đẩy khi cân
bơm.
Bên trong vỏ bơm có chứa bộ xy lanh và piston. Đây là bộ phận chính
để ép và định phân nhiên liệu. Để điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp cho
động cơ, người ta xoay piston nhờ một thanh răng và vòng răng, piston bơm
luôn luôn được đẩy xuống nhờ một lò xo, hai dầu lò xo có chén chặn, tất cả
được đậy lại bởi một đệm đẩy và khóa bên trong vỏ bơm nhờ có một khoen
chặn.
Phía trên xy lanh là một bệ van cao áp và van cao áp. Tất cả được siết
giữ trong vỏ bơm bằng ốc lục giác, đầu ốc lục giác là chỗ dự trù để bắt ống cao
áp dẫn dầu đến vòi phun.
Van cao áp: khi áp lực nhiên liệu cao hơn áp lực của lò xo van cao áp,
van mở ra để nhiên liệu đến vòi 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 áp thấp làm giảm áp lực nhiên liệu đến vòi phun. Nhờ thế
vòi phun được dứt khoát, tránh tình trạng rỉ dầu nơi đót kim phun trước và sau
khi phun.


4.3.2 Nguyên lý làm việc.
• Nguyên lý làm việc của hệ thống
Khi động cơ làm việc nhiên liệu từ thùng chứa qua 2 lọc sơ cấp

và thứ cấp đến BCA nhờ trọng lực vì loại này thùng nhiên liệu đặt cao
hơn BCA. Đến thời điểm phun nhiên liệu được phun vào buồng đốt.
Nhiên liệu dư được dẫn về thùng, lượng nhiên liệu này vừa để bôi trơn
kim phun vừa làm mát kim phun.
• Nguyên lý làm việc BCA
Khi động cơ làm việc, lúc piston bơm xuống thấp nhất nhiên liệu
ở xung quanh xy lanh vào xy lanh 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 xylanh. Lúc piston đi lên, khi nào đỉnh piston
đóng hết 2 lỗ dầu ở xy lanh thì nhiên liệu bắt đầu ép (ta gọi là điểm khởi
phun). Khi áp lực dầu ép tăng lên mạnh hơn áp lực của lò xo van cao áp,
van mở ra nhiên liệu đưa đến kim phun để phun vào xylanh động cơ.
Piston tiếp tục đi lên ép nhiên liệu, đến khi lằn vặt xéo ở piston
mở lỗ dầu xả, dầu từ trên đỉnh piston theo lỗ khoan giữa piston tràn ra
ngoài xy lanh.Thì phun chấm dứt (ta gọi là điểm dứt phun), piston tiếp


• Nguyên lý làm việc điều chỉnh lượng phun nhiên liệu

 Ưu nhược điểm của hệ thống.
 Ưu điểm: hệ thống này có cấu tạo đơn giản dễ sửa chữa và bảo
dưỡng. Có thể sử dụng nhiên liệu Diesel có độ nhớt lớn và dầu nặng
 Nhược điểm: hệ thống này dùng một BCA PF cho một xy lanh nên
lượng nhiên liệu cung cấp cho mỗi xy lanh không đều phải chỉnh từng
phần


4.4. HTNL sử dụng tổ hợp BCA xếp theo dãy thẳng hàng PE

Sơ đồ của hệ thống nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp kiểu PE

1-thùng dầu, 2-lọc dầu với van tràn, 3-thiết bị định thời, 4-bơm PE, 5-bơm tiếp nhiên liệu, 6-bộ
điều chỉnh, 7-bàn đạp ga,8-đường cao áp,9-vòi phun và lỗ lắp,10-đường dầu hồi, 11-bugi xông,
12-điều khiển bugi xông, 13-accu,14-công tắc xông, 15-động cơ (IDI).


4.4.1 Kt cu ca bm cao ỏp PE
Bm ny do nhiu t bm ghộp thnh cú c cu cam iu khin
trong bm, iu khin chung bng mt thanh rng.
Kt cu ca bm
cao ỏp PE
1-lũ xo van; 2- van
cao ỏp; 3- ng
du vo; 4- rónh
vt xộo; 5- piston;
6- lũ xo; 7- chộn
chn; 8- cn iu
khin; 9- cam

Kyự hieọu ghi treõn voỷ bụm cao aựp PE
PE 6 A 70 B 4 1 2 R S114
PES 6 A 70 A 2 1 2 3 R S64


1. Chỉ loại bơm cá nhân có chung một cốt cam được điều khiển qua khớp
nối. Nếu có thêm chữ S cốt cam được bắt trực tiếp vào cốt máy không
qua khớp nối.
2. Chỉ số BCA, bằng với số xy lanh động cơ.
3. Kích thước bơm: A-cỡ nhỏ, B-cỡ trung, Z-cỡ lớn, M-cỡ thật nhỏ, P-đặc
biệt, CW-cỡ thật lớn.
4. Chỉ đường kính bơm (1/10mm) 70 = 7mm.

5. Chỉ đặc điểm bộ phận trong bơm khi lắp ráp bơm. Gồm có A,B, C,
K,Q,P.
6. Chỉ vị trí ghi dầu cốt bơm: nếu số 1,3,5 dấu ở đầu cốt bơm. Nếu số 2,4,6
dấu bên phải nhìn từ phía cửa sổ.
7. Chỉ bộ điều tốc: 0 không có, 1 bên trái, 2 bên phải.
8. Chỉ vị trí bộ phun dầu sớm: 0 không có, 1 bên trái, 2 bên phải
9. R chỉ chiều quay cùng với kim đồng hồ.
10.và 11 đặc điểm của nhà chế tạo.


Cấu tạo một tổ bơm cao áp PE gồm
1-lò xo cao áp; 2- đường nối ống cao áp; 3- van cao áp; 4- bệ van cao áp; 5- xi lanh bơm; 6piston bơm; 7- manchon; 8- đế và chén chận lò xo; 9- lò xo; 10- chén chận lò xo; 11- vít điều
chỉnh và vít khóa; 12- con đội; 13- con lăn; 14- cam


Một thân bơm được đúc bằng hợp kim nhôm trên đó có thiết các lỗ để bắt
ống dầu đến, ống dầu về, ốc xả gió, lỗ xỏ thanh răng, vít chận thanh răng, vít
kềm xylanh … Thân bơm có thể chia làm 3 phần :
+ Phần trên chứa nhiên liệu thông giữa các xy lanh với nhau. Một van an
toàn để điều chỉnh áp lực nhiên liệu vào các xylanh.
+ Trên xy lanh là bệ van cao áp, van cao áp, lò xo và trên cùng là ốc lục
giác dẫn nhiên liệu đến kim phun.
+ Phần giữa bên trong chứa các cặp piston xylanh tương ứng với số xylanh
của động cơ, các vòng răng và thanh răng điều khiển. Trên vòng răng có vít xiết
để có thể điều chỉnh vị trí tương đối của piton và xylanh.
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 xylanh động cơ và có cam sai tâm để điều
khiển bơm tiếp vận bắt ở hông bơm. Trên các cam là các đệm đẩy có bánh răng,
ở đệm đẩy có vít điều chỉnh và đai ốc chận. Dưới cốt bơm là đáy bơm có các
nắp đậy, bên trong chứa dầu nhờn để bôi trơn. Cốt bơm một đầu được lắp một

khớp nối (hoặc bộ phun sớm tự động nối với trục truyền động tự động.
+ Ngoài ra còn có một bơm tiếp vận loại piston gắn ở hông bơm được điều
khiển bởi cam sai tâm của cốt bơm và bộ tiết chế cơ năng hay áp thấp liên hệ
với thanh răng để điều chỉnh tốc độ động cơ.


4.4.2 Nguyên lý hoạt động của bơm cao áp PE
Khi động cơ hoạt động, cốt bơm điều khiển bơm tiếp vận hút
nhiên liệu từ thùng chứa qua hai lọc rồi đến bơm ở lại phòng chứa nhiên
liệu nơi thân bơm. Một phần nhiên liệu qua van an toàn trở về thùng
chứa.
Lúc piston bơm xuống nhiên liệu nạp vào xylanh bằng cả hai lỗ
dầu nơi xylanh, đây là thời kỳ nạp.
Đến thì phun nhiên liệu, cốt bơm điều khiển piston đi lên ép
nhiên liệu đưa đến kim phun. Lúc piston đi lên, khi đỉnh piston đóng hai
lỗ dầu lại thì áp lực nhiên liệu trong xylanh sẽ tăng lên, khi áp lực dầu đủ
lớn để thắng được sức ép của lò xo van cao áp, van cao áp sẽ mở ra,
nhiên liệu sẽ được đưa đến kim phun để phun vào buồng đốt của động
cơ. Đây là thời điểm khởi phun nhiên liệu.
Lúc cạnh vạt xéo phía dưới nơi piston bơm vừa hé mở lỗ dầu về,
dầu tràn ra ngoài xylanh làm cho áp suất dầu trong xylanh giảm xuống,
van cao áp sẽ đóng lại. Áp suất dầu trong đường ống cao áp và kim phun
sẽ giảm đi, kim phun sẽ được đóng lại, nhiên liệu không còn được phun
vào trong buồng đốt động cơ nữa,thì phun dầu chấm dứt.



Nhờ cốt bơm có các vấu cam với cấu tạo phù hợp với thứ tự thì
nổ động cơ nên nhiên liệu được đưa đến kim phun đúng lúc, đúng thì.
Tất cả các xylanh bơm đều có một áp lực nhiên liệu vào như nhau và

điều khiển chung bởi một thanh răng nên nhiên liệu ở các xylanh tăng
giảm đồng đều.





Muốn thay đổi tốc độ động cơ ta điều khiển thanh răng xoay
piston để thay đổi thời gian phun. Thời gian phun càng lâu lượng nhiên
liệu càng nhiều động cơ chạy càng nhanh và ngược lại. Khi ta xoay
piston để rãnh đứng ngay lỗ dầu về thì nhiên liệu thoát ra lỗ dầu về
mặc dù piston vẫn lên xuống, nhiên liệu không được ép, không phun,
động cơ ngưng họat động (vò trí này gọi là cúp dầu).
 Lằn vạt xéo trên đầu
piston có 3 lọai:
a) Lằn vạt xéo trên dưới:
điểm khởi phun và kết thúc
phun thay đổi .
b)Lằn vạt xéo trên: điểm
khởi phun thay đổi, điểm
dứt phun cố đònh .
c)Lằn vạt xéo dưới: Điểm
khởi phun cố đònh, dứt
phun thay đổi


4.4.3 Bộ phun dầu sớm trên bơm cao áp PE
a. Cấu tạo

1-Mâm thụ động, 2-Trục lắp quả tạ, 3- Vỏ ngoài, 4-Vỏ trong, 5- Mâm chủ động, 6-Quả

tạ, 7- Vis xả gió.


Gồm: một mâm thụ động bắt vào đầu cốt bơm cao áp nhờ chốt
then hoa và đai ốc giữ. Một mâm chủ động có khớp nối để nhận truyền
động từ động cơ. Chuyển động quay của mâm chủ động truyền qua
mâm thụ động qua hai quả tạ.
- Trên mâm thụ động có ép hai trục thẳng góc với mâm, hai quả tạ
quay trên hai trục này, đầu lồi còn lại của quả tạ tỳ vào chốt của mâm
chủ động, hai quả tạ được kềm vào nhau nhờ hai lò xo, đầu lò xo dựa
vào trục, đầu còn lại tỳ vào mâm chủ động. Một miếng chêm nằm trên
lò xo để tăng lực lò xo theo đònh mức. Một bọc dính với mâm chủ động
có nhiệm vụ bọc hai quả tạ và giới hạn tầm di chuyển của chúng.
- Tất cả các chi tiết được che kín bằng một bọc ngoài cùng vặn vào
bề mặt có ren của mâm chủ động. Các vòng đệm kín bằng cao su hóa
học đảm bảo độ kín giữa bọc và mâm chủ động. Nhờ vậy mà bên trong
toàn bộ có đầy dầu nhớt bôi trơn.
- Trên động cơ Diesel khi có tốc độ càng cao, góc phun dầu càng
sớm để nhiên liệu đủ thời gian hòa trộn tự bốc cháy phát ra công suất
lớn nhất. Do đó trên hầu hết các động cơ Diesel có phạm vi thay đổi số
vòng quay lớn đều có trang bò bộ phun dầu sớm tự động.