Cấu tạo tổng quát hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ diesel

Cấu tạo tổng quát hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ
diesel
1.1 Các đặc tính của nhiên liệu sử dụng trên động cơ diesel
Động cơ diesel sử dụng nhiên liệu là dầu diesel. Đây là một loại
d
ầu nhẹ được chưng cất từ dầu thô lấy ở mỏ dầu, với các công
ngh
ệ tương tự như chưng cất dầu thô để lấy được xăng. Dầu này
phải hội đủ các đặc tính về độ nhờn, tính dễ bay hơi và chỉ số
cetane để trở thành nhiên liệu cho động cơ diesel gọi là dầu diesel.
*
Tính dễ bay hơi : Đây là sự đo lường về độ dễ bay hơi của một
ch
ất lỏng. Chẳng hạn xăng là một chất lỏng dễ bay hơi, ta nói nó
có
độ bay hơi cao.Nhiên liệu diesel có tính bay hơi thấp. Nó sôi ở
nhiệt độ 700o F ( 371o C) Nhiên liệu diesel sử dụng trên xe hơi
đ
ược chia làm hai loại : dầu diesel số 1 và số 2. Dầu diesel số 1 có
độ bay hơi cao hơn, được sử dụng tại những nơi có nhiệt độ thật
th
ấp. Dầu diesel số 2 là loại nhiên liệu thông dụng cho hầu hết các
động cơ diesel sử dụng trên xe hơi ở mọi điều kiện vận hành.
*
Độ nhờn : Đây là đặc tính chống lại sự lưu chuyển của chất lỏng.
Độ nhờn cáng thấp, chất lỏng cáng lưu chuyển dễ dàng. Dầu diesel
phải có độ nhờn tương đối thấp vì nó phải lưu chuyển trong các
đường ống và phải phun sương vào các xy lanh của động cơ. Dầu
có độ nhờn cao không thể tạo thành sương khi phun ra khỏi kim
phun. Nh
ững hạt nhiên liệu phun ra khỏi kim phun còn lớn sẽ cháy

ch
ậm hơi, nên hiệu suất động cơ sẽ giảm xuống . Tuy nhiên, nếu
độ nhờn quá thấp, dầu diesel không thể làm trơn các bộ phận vận
chuy
ển bên trong bơm cao áp cũng như kim phun. Do đó có thể
là
m hư hỏng các bộ phận này.
*
Chỉ số cetane
Chỉ số cetane là biểu hiện sự cháy dễ dàng cho nhiên liệu diesel.
Chỉ số cetane cao thì nhiên liệu được đốt cháy mau và mồi lửa dễ
dà
ng ở nhiệt độ tương đối thấp. Nhiên liệu diesel với chỉ số cetane
th
ấp cần một thời gian lâu hơn để mồi cho cháy, tạo ra sự cháy quá
dễ làm nhiên liệu tích tụ trong xy lanh. Khi sự cháy xảy ra, tất cả
nhiên liệu bị đốc cháy tức thời, áp suất tăng lên nhanh chóng tạo ra
s
ự kích nổ. Trường hợp này tương tự như sự kích nổ trong động cơ
xăng
. Nhiên liệu có chỉ số cetane cao cháy ngay khi được phun vào
trong xy lanh nên không
bị tích tụ lại. Vì thế áp suất tăng lên êm
hơn va không
tạo ra sự kích nổ.
1.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ diesel .
1.2.1 Công dụng .
Hệ thống phun nhiên liệu trên động cơ diesel, khi phân phối nhiên
li
ệu vào phòng nổ phải đáp ứng các điều kiện sau :

* Định lượng nhiên liệu : Số lượng nhiên liệu phun vào các xy lanh
động cơ phải đồng nhất và chính xác để tạo ra công suất đều nhau
gi
ữa các xy lanh giúp động cơ vận chuyển ổn định và êm dịu
* Th
ời điểm phun : Muốn nhiên liệu được đốt cháy trọn vẹn và
động cơ đạt công suất tối đa thì nhiên liệu phun vào xy lanh phải
đúng thời điểm cần thiết. Nếu phun nhiên liệu vào phòng đốt quá
sớm nhằm lúc không khí chưa nén đủ nóng, sự cháy sẽ xảy ra
ch
ậm trễ, nhiên liệu cháy không hoàn toàn, động cơ mất công suất
và hao nhiên liệu, gây ô nhiễm môi trường và động cơ nóng hơn
bình thường. Ngược lại, nếu nhiên liệu phun vào xy lanh quá trễ,
s
ự nổ dãn của nhiên liệu không đạt được áp suất tối đa, sự cháy có
thể kéo dài qua thì thoát và làm hao nhiên liệu ,gây ô nhiễm môi
tr
ường.
* Th
ời gian và nhiên liệu phun ra : Lượng nhiên liệu phun ra cũng
quan
trọng như phun nhiên liệu đúng thời điểm. Nếu thời điểm bắt
đầu phun đúng nhưng lượng nhiên liệu phun ra quá nhanh cũng tạo
ra k
ết quả như việc phun nhiên liệu quá sớm và ngược lại .
*
Phun sương : nhiên liệu phải được tán nhiễn như sương thích hợp
v
ới từng loại phòng đốt. Mức độ tán nhiễn phụ thuộc vào cấu tạo
phòng đốt.

* Phân
tán nhiên liệu : Nhiên liệu phun ra phải phân tán khắp
phòng đốt để trộn đều với không khí nóng. Như vậy nhiên liệu mới
b
ốc cháy nhanh và trọn vẹn. Nhờ đó động cơ đạt công suất tối đa,
ít hao nhiên liệu và không gây ô nhiễm môi trường
1.3 Thành phần cấu tạo của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel .
(H 2-2-2)
1.3.1
Thùng chứa nhiên liệu : Làm bằng kim loại hoặc chất dẻo với
dung l
ượng tùy theo công suất động cơ. Bên trong thùng có các
t
ấm ngăn để nhiên liệu bớt dao động khi xe di chuyển. Nắp đậy
thùng chứa có lỗ thông hơi. Ống hút nhiên liệu thường đặt cao hơn
đ
áy thùng khoảng 3cm. Đáy thùng là phần lắng cặn và nước, có
nú
t xả. Nếu thúng đặt thấp hơn động cơ, tại bình lọc sơ cấp phải có
van vhặn không cho nhiên liệu tụt về thúnh chứa khi động cơ
ngưn
g vận hành.
1.3.2
Lọc nhiên liệu :
* Lọc sơ cấp :Thông thướng, trên động cơ diesel nhiên liệu phải
qua 3 l
ần lọc: lọc sơ cấp, thứ cấp và nơi kim phun.
Bình lọc sơ cấp đặt giữa thùng nhiên liệu và bơm tiếp vận. Lõi bộ
lọ
c thường làm bằng lưới thau có lỗ thưa khoảng 0,1mm.

*
Lọc thứ cấp :
Lõi thường làm bằng giấy xốp xếp thành nhiều lớp để tăng diện
tích tiếp xúc. Có loại làm bàng vải hay nỉ, có loại làm bằng sợi
qu
ấn quanh ống đục lỗ. Lõi bình lọc thứ cấp có 2 loại :
-
Loại rửa sạch được và có thể dùng lại.(H.2-4A)
-
Loại phải thay mới sau khi hết thời gian sử dụng.
1.3.3
Bơm tiếp vận : Có nhiệm vụ hút nhiên liệu từ thùng chứa đưa
đến bình lọc thứ cấp để vào bơm cao áp, có 2 loại :
*
Bơm tiếp vận bằng màng (H.2-5): Nguyên lý kết cấu và vận hành
gi
ống như bơm tiếp vận xăng trong hệ thống nhiên liệu động cơ
xăng
.
*
Bơm tiếp vận loại piston (H.2-6): thường gắn bên hông bơm cao
áp, vận chuyển nhờ trục cam bơm cao áp. Đặc điểm của loại này là
piston tự điều chỉnh khoảng chạy của nó và bơm có tác dụng cả 2
m
ặt.
V
ận hành: Khi cam bơm không đội cần đẩy, lò xo 7 đẩy piston 11
xu
ống hút nhiên liệu từ lỗ 9 vào. trong khi piston đi xuống, nó bơm
nhiên liệu trong phòng 3 qua mạch 4 ra lỗ thoát 5. khi cam đội cây

đẩy 13, piston đi lên, van hút8 đóng lại, nhiên liệu bị đẩy qua van
thoát 6, một phần thoát qua lỗ 5 đến lọc thứ cấp, phần còn lại đ
xuống phòng 3 bên dưới piston. khi piston đi xuống do lò xo hoàn
l
ực ở trong piston, van 8 mở ra, van 6 đóng lại, tạo ra áp suất nơi lỗ
thoá
t 5 đẩy nhiên liệu đến lọc thứ cấp.
Tr
ường hợp nhiên liệu trong bình lọc thứ cấp đã đầy và bơm cao
áp cũng chứa đầy nhiên liệu, áp suất ở phòng 3 tăng lên đẩy piston
lên n
ằm giửa khoảng chạy, cây đẩy 13 vẫn di chuyển lên xuống
nhưng không tác động vào piston 11, lúc này bơm ngưng hoạt
động.
1.3.4
Bơm chuyển vận : Một số bơm cao áp có trang bị thêm một
bơm chuyển vận, thường là loại bơm van cánh như trên bơm cao
áp loại phân phối Roosa Master. Bơm này có công dụng tăng áp
su
ất vận chuyển nhiên liệu trong bơm cao áp.
1.3.5
Bơm cao áp: Đây là bộ phận chính trong hệ thống nhiên liệu
của động cơ diesel, nó thực hiện các chức năng :
-
Ấn định lưu lượng nhiên liệu.
-
Tạo áp suất cao để nhiên liệu có thể phun sương vào phòng đốt
nh
ờ kim phun.
-

Bơm nhiên liệu vào phòng đốt đùng thời điểm,đúng định lượng
c
ấn thiết theo yêu cầu vận chuyển của động cơ.
- Cung cấp nhiên liệu đến các kim phun đồng đều nhau theo đúng
th
ứ tự thì nổ của động cơ.
1.3.6 Kim phun nhiên liệu: Động cơ có bao nhiêu xy lanh thì có
bây nhiêu kim phun. Công dụng của kim phun là:
- Gi
ới hạn áp suất phun nhiện liệu do bơm cao áp cung cấp đến.
- D
ưới áp suất của bơm cao áp, phun một lượng nhiện liệu vào
phòng đốt đúng thời điểm cần thiết.
-
Tán nhuyễn nhiên liệu thành sương và phân phối lượng nhiên liệu
này thật đều trong phòng đốt giúp nhiên liệu được cháy trọn vẹn.
1.3.7
Các ống dẫn nhiên liệu : Các ống dẫn hạ áp đưa nhiên liệu từ
thù
ng chứa đến bơm tiếp vận qua bình lọc sơ cấp và thứ cấp để đến
bơm cao áp. Ống dẫn dầ về tiếp nhận dầu dư từ bình lọc thứ cấp và
cá
c kim phun để đưa về thùng chứa. Ống dẫn nhiên liệu cao á dẫn