(News.oto-hui.com) – Như mọi người đều đã biết, đối với động cơ diesel thì nhiên liệu được phun trực tiếp vào buồng đốt của động cơ và tự cháy trong môi trường có áp suất và nhiệt độ cao. Dưới đây là bài viết về nguyên lí hoạt động và các bộ phận có trên hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel (Phần 1).
Hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ Diesel có thể chia thành 2 loại đó là hệ thống nhiên liệu điều khiển bằng cơ khí và hệ thống nhiên liệu điều khiển bằng điện tử. Ở phần 1 này sẽ là bài viết giúp các bạn tìm hiểu về hệ thống nhiên liệu điều khiển bằng cơ khí.
I. Sơ đồ hoạt động hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel:
Nhiên liệu chứa ở thùng nhiên liệu được bơm chuyển nhiên liệu (bơm thấp áp) đưa đến bộ phận bơm cao áp. Trên quãng đường vận chuyển này nhiên liệu sẽ được đi qua các bộ phận lọc nhiên liệu bao gồm bầu lọc thô và bầu lọc tinh nhằm lọc sạch các cặn bẩn trong nhiên liệu trước khi đưa đến bơm cao áp.
Nhiên liệu tiếp tục được bơm cao áp đưa đến vòi phun với áp suất cao và được vòi phun phun vào xylanh của động cơ. Dưới môi trường áp suất cao và nhiệt độ cao trong buồng đốt thì nhiên liệu bốc cháy và sinh ra nhiệt lượng giúp động cơ hoạt động. Tại bơm cao áp và vòi phun có các đường dầu hồi về thùng chứa nhiên liệu, phòng trường hợp áp suất của nhiên liệu trong bơm cao áp và vòi phun quá cao so với mức độ đang làm việc của động cơ.
II. Các bộ phận của hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel:
1. Bình chứa nhiên liệu:
Bình chứa nhiên liệu có vai trò là nơi dự trữ và cung cấp nhiên liệu cho động cơ hoạt động. Tùy vào từng dòng xe và kết cấu của xe mà bình chứa nhiên liệu sẽ có hình dạng và kích thước khác nhau.
Đối với các dòng xe tải, xe vận chuyển cỡ lớn thì bình nhiên liệu thường có kích thước rất lớn, có dạng hình hộp chữ nhật hoặc hình trụ tròn và được đặt lộ ra bên ngoài ở bên hông xe. Đối với các dòng xe con, bình chứa nhiên liệu thường được đặt giấu ở bên trong phía sau của xe, mục đích nhằm cân bằng trọng tâm xe và giúp xe có tính thẩm mĩ cao hơn.
2. Lọc nhiên liệu:
Bộ phận lọc trong hệ thống nhiên liệu có 2 loại đó là lọc thô và lọc tinh. Lọc thô có vai trò lọc các cặn bẩn có kích thước lớn trong nhiên liệu. Lọc thô có thể được đặt bên ngoài hoặc bên trong bình chứa nhiên liệu. Lọc tinh có khả năng lọc được những cặn bẩn có kích thước nhỏ hơn so với lọc thô, giúp nhiên liệu sạch hơn trước khi đi đến bơm cao áp.
Ở lọc tinh có thêm bộ lắng đọng nước có vai trò tách các phần tử nước bị lẫn trong nhiên liệu. Nếu nhiên liệu có lẫn nước thì các phần tử nước này có thể đọng lại ở đầu vòi phun và làm gỉ sét vòi phun. Ngoài ra còn có thể gây gỉ sét và hư hỏng các bộ phận khác trong hệ thống.
3. Bơm chuyển (bơm thấp áp):
Bơm chuyển hay bơm thấp áp có vai trò vận chuyển nhiên liệu từ bình chứa đi qua các bộ lọc và đến bơm cao áp.
Bơm chuyển hoạt động nhờ một bánh cam quay lệch tâm. Trên bơm có 2 van một chiều là van xả và van nạp. Khi bánh cam lệch tâm tác động vào ty đẩy đẩy piston di chuyển lên trên. Áp suất ở khoang trên của piston tăng lên, van nạp đóng và van xả mở, nhiên liệu được đẩy ra ngoài.
Khi bánh cam lệch tâm quay xuống, lò xo đẩy piston di chuyển xuống dưới, tạo ra độ chân không ở khoang trên và tăng áp suất ở khoang dưới piston. Lúc này van xả đóng và van nạp mở, nhiên liệu từ bình chứa được nạp đầy vào khoang trên còn nhiên liệu ở khoang dưới tiếp tục được đẩy ra ngoài đi đến bộ phận lọc.
4. Bơm cao áp:
Có 2 loại bơm cao áp thường dùng đó là bơm cao áp đơn kiểu Bosch và bơm phân phối VE.
a. Bơm cao áp đơn kiểu Bosch:
Bơm cao áp đơn kiểu Bosch có kết cấu và nguyên lí hoạt động đơn giản hơn so với bơm phân phối VE. Bơm hoạt động nhờ dẫn động từ một trục cam điều khiển hành trình của piston trong bơm. Piston của bơm có kết cấu rãnh vát đặc biệt, giúp piston có thể điều chỉnh áp suất của bơm thông qua việc điều chỉnh kích thước của rãnh vát đặc biệt. Từ đó điều chỉnh được áp suất nhiên liệu đưa đến các vòi phun của hệ thống.
Vì có kết cấu đơn giản, nhỏ gọn nên mỗi một bơm chỉ có thể cung cấp nhiên liệu cho một xylanh. Nếu động cơ có nhiều xylanh thì cần phải có số lượng bơm cao áp tương ứng, các bơm cao áp sẽ được đặt cố định thẳng hàng với nhau và cùng chịu tác động từ một trục cam như trong hình.
Xem thêm:
Phân biệt các loại van chính trong bơm cao áp – Common Rail Diesel
b. Bơm phân phối VE:
So với bơm cao áp đơn kiểu Bosch, bơm phân phối VE có kích thước lớn hơn, kết cấu và nguyên lý hoạt động phức tạp hơn. Bù lại, một bơm phân phối VE có thể cung cấp nhiên liệu cho nhiều xylanh trong động cơ.
Nhiên liệu đi vào bơm thông qua đường vào 16 và tràn vào trong xylanh qua cửa nạp 12. Nhờ có kết cấu lượn sóng ở đĩa cam 3 và lực nén của lò xo 4. Piston 5 có thể liên tục di chuyển lên xuống trong xylanh 13. Khi piston 5 đi lên và đóng cửa nạp 12. Áp suất nhiên liệu trong xylanh 13 tăng cao, thắng lực nén lò xo ở van một chiều 9 và được đẩy ra ngoài đi đến vòi phun.
Piston 5 tiếp tục di chuyển lên trên cho đến khi lỗ thoát 15 được mở, áp suất nhiên liệu trong khoang xylanh giảm xuống, piston 5 di chuyển xuống dưới về vị trí ban đầu nhờ lực đẩy của lò xo 4, chuẩn bị cho quá trình bơm tiếp theo.
Trục dẫn động bơm 1 quay vòng làm cho piston 5 quay vòng theo nên sau mỗi một lần bơm, cửa nhiên liệu ra trên piston sẽ tương ứng với một nhánh phân phối khác. Điều này đồng nghĩa với việc lần bơm nhiên liệu tiếp theo thì nhiên liệu sẽ được đưa đến một vòi phun khác. Chính vì thế nên một bơm phân phối VE có thể cung cấp nhiên liệu cho nhiều vòi phun khác nhau.
5. Bộ điều tốc cơ khí:
Bộ điều tốc cơ khí có vai trò điều chỉnh lưu lượng phun thông qua việc điều khiển bộ phận bơm cao áp. Trục điều tốc được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ. Khi tốc độ của động cơ tăng cao, lực ly tâm của các quả văng sẽ thắng sức căng lò xo và đẩy khớp trượt về bên trái. Thanh nối kéo thanh răng bơm cao áp về bên trái làm giảm lượng nhiên liệu cung cấp, giúp giảm tốc độ động cơ.
Xem thêm: Tại sao động cơ diesel phải có cơ cấu điều tốc?
Ngược lại, khi tốc độ động cơ giảm, lực căng của lò xo thắng lực ly tâm của quả văng và kéo khớp trượt về bên phải. Thanh răng bơm cao áp được đẩy sang phải và làm tăng lượng nhiên liệu cung cấp đến động cơ. Qua đó, tốc độ động cơ sẽ được tự điều chỉnh sao cho phù hợp.
6. Vòi phun:
Vòi phun có vai trò nhận nhiên liệu áp suất cao từ bơm cao áp và phun vào xylanh. Hoạt động của vòi phun phụ thuộc vào áp suất của nhiên liệu mà bơm cao áp đưa đến vòi phun. Nhiên liệu đi vào vòi phun thông qua đường nối 13 và đi xuống khoang nhiên liệu 14. Khi bơm cao áp hoạt động, áp suất của nhiên liệu tăng cao và thắng lực nén của lò xo 6. Kim phun 2 bị đẩy lên trên và mở cửa lỗ phun 15. Nhiên liệu có áp suất cao được phun ra ngoài dưới dạng sương.
Khi nhiên liệu được phun ra bên ngoài, áp suất ở khoang chứa nhiên liệu 14 giảm đột ngột. Lực nén của lò xo 6 ép kim phun 2 di chuyển xuống và đóng của lỗ phun 15. Quá trình phun kết thúc.
Trên một vòi phun thường có nhiều lỗ phun, tùy vào kết cấu của đỉnh piston mà các lỗ phun sẽ được chế tạo sao cho góc phun nhiên liệu có thể tạo được các xoáy lốc trong buồng đốt giúp việc hòa trộn nhiên liệu với không khí diễn ra tốt hơn.
Phần 2: Đang cập nhật...
Một số bài viết liên quan:
- Nguyên lý hoạt động của bơm cao áp đơn kiểu Bosch trong động cơ diesel
- Quá trình cháy trong động cơ xăng và những nhân tố ảnh hưởng đến?
- Hệ số nạp là gì? Những nhân tố nào ảnh hưởng đến hệ số nạp của động cơ?
- Vai trò và các kiểu hình thành hòa khí trong động cơ diesel?
- Tại sao động cơ diesel ồn hơn động cơ xăng?
- Chức năng và cách kiểm tra cảm biến áp suất nhiên liệu của động cơ Diesel
- Tìm hiểu về bộ lọc hạt khí xả động cơ Diesel
