Đồ án Khảo sát hệ thống nhiên liệu xe Inter

áp suất tuyệt đối không khí trên đường ống nạp (MAP). Thiết bị này được gọi là cảm biến áp suất tuyệt đối đường ống nạp. Tín hiệu đo cảm biến này tạo ra cũng khác hẳn so với các loại tín hiệu mà ta đã biết. Thay vì cung cấp tín hiệu điện áp cho bộ xử lý, cảm biến cung cấp dạng tín hiệu điện áp có giá trị không thay đổi trong khoảng từ 0 đến 5 vôn giống như tín hiệu khi ta đóng và cắt mạch cảm biến kiểu công tắc. Điều khác nhau cơ bản ở đây là mạch cảm biến loại này cung cấp cho bộ xử lý tín hiệu có tần số thay đổi. Mạch điện gồm có bộ xử lý, cảm biến MAP, đầu nối và dây dẫn (hình 2.21). Máy tính gồm phần ổn áp, điện trở giới hạn, bộ chuyển tần số thành điện áp và phần xử lý tín hiệu trong hoạt động như một vôn kế. Phần ổn áp cung cấp điện áp ổn định cho mạch. Điện áp phải ổn định thì hệ thống mới hoạt động chính xác được. Điện trở giới hạn bảo vệ quá tải cho mạch. Cảm biến phản ánh sự thay đổi áp suất và gởi tín hiệu tần số đến máy tính. Bộ chuyển tần số sang điện áp sẽ chuyển tín hiệu cảm biến từ tần số thành tín hiệu điện áp tương tự. Hình 2.21: Sơ đồ mạch cảm biến áp suất khí nạp kiểu biến dung. 1. Cảm biến áp suất khi nạp; 2.Bộ tạo tần số ; 3.Tụ biến dung ;4.Bộ điều khiển 5. Ổn áp 6. Điện trở giới hạn. 7. Bộ chuyển đổi tần số điện áp và phần xử lý. 2.2.2.4. Cảm biến kiểu biến trở. Cũng giống như mạch cảm biến nhiệt độ, mạch cảm biến vị trí gồm bộ xử lý, cảm biến, dây dẫn và đầu nối. Trong bộ xử lý có phần ổn áp, điện trở giới hạn dòng điện và bộ xử lý tín hiệu hoạt động như một vôn kế đo điện một chiều. Mặc dù cảm biến trị trí một biến trở, hoạt động của nó khác hẳn so với cảm biến vị trí thay đổi nhờ các cơ cấu cơ khí. Cảm biến vị trí gồm một cần gạt hoặc Thanh quét chuyển động trượt dọc theo một điện trở cố định. Thanh quét được nối với bộ phận cần theo dõi. Khi bộ phận đó chuyển động, điện trở của cảm biến vị trí cũng thay đổi. Nhờ bộ đo điện áp, máy tính xác định được vị trí của bộ phận thông qua giá trị điện áp tại thanh quét. Mạch điện trên cũng là mạch phân áp, nhưng khác với mạch cảm biến nhiệt độ, nó theo dõi điện áp tại cảm biến nhờ đường tín hiệu về của cảm biến. Dù mạch cảm biến nhiệt độ và mạch cảm biến vị trí đều là mạch phân áp, tức là điện trở tổng của mach thay đổi, nhưng cách tính điện áp của tín hiệu thì khác nhau. Hình 2.22. Sơ đồ mạch cảm biến vị trí. 1. Điện trở 3. Ổn áp. 2. Cần gạt. 4. Bộ phận đo điện áp. Công thức tính điện áp tại điểm M của mạch phân áp trên là: Vm = (Rbc/Rt).Vr [V] Trong đó: Vm: Giá trị điện áp tại M, tức là điện áp cần theo dõi. Rbc: Giá trị điện trở giữa điểm B và điểm C. Rt: Tổng điện trở giữa điểm B và điểm C. Vr: Điện áp ra từ phân ổn áp. Trong điều kiện làm việc bình thường, khi thanh quét chuyển động về một phía nào đó, điện trở của cảm biến vị trí sẽ tăng hoặc giảm tùy theo kiểu thiết kế của mạch. Bộ xử lý sử dụng giá trị điện áp theo dõi tại điểm M làm tín hiệu để điều khiển hệ thống một cách thích hợp. Nếu điện trở tăng , điện áp theo dõi của thanh quét cũng tăng. Ngược lại, khi điện trở giảm, điện áp theo dõi cũng giảm. Mạch điện này tạo ra một tín hiệu điện áp tương tự có giá trị từ 0 đến 5 vôn. 2.2.2.5. Cảm biến cảm ứng điện từ. Cảm biến cảm ứng điện từ được dùng trong các hệ thống điện tử khi cần biết thông tin về tốc độ quay của chi tiết. Ở đây ta dùng cảm biến này để xác định vị trí và tốc độ quay của trục khuỷu , của trục cam. Mạch gồm có bộ xử lý, cảm biến cảm ứng từ, đầu từ trở, dây dẫn và đầu nối. Bộ xử lý có điện trở giới hạn và phần xử lý tín hiệu hoạt động như một vôn kế xoay chiều. Chúng được nối tiếp với nhau. Cảm biến là loại cảm biến từ trở thay đổi. Cảm biến từ trở thay đổi là thiết bị mà từ trường của nó có thể thay đổi. Điều này xảy ra khi di chuyển một vật liệu sắt từ ngang qua từ trường của cảm biến. Cảm biến tạo ra tín hiệu điện áp dạng sóng hình sin truyền đến bộ xử lý. Tín hiệu được tạo ra khi răng trên đầu từ trở chuyển động ngang qua cảm biến. Cảm biến tạo ra tín hiệu điện áp dạng sóng hình sin truyền đến bộ xử lý .Tín hiệu được tạo ra khi răng trên đầu từ trở chuyển động ngang qua cảm biến khi một răng trên đầu từ trở chuyển động đến gần giá trị cảm biến , đường sức từ trường của cảm biến bị thay đổi làm sinh ra một điện áp dương bên trong cuộn dây của cảm biến .Từ trường thay đổi càng nhiều ,điện áp sinh ra càng lớn .Khi răng chuyển động ra xa, từ trường thay đổi theo xu hướng ngược lại và tạo ra dạng xung âm cho đến khi khoảng hở giữa các răng thẳng hàng với đầu cảm biến. Lúc này điện áp không được sinh ra bởi vì không có sự thay đổi từ trường. Tín hiệu điện áp xoay chiều tạo ra được đưa qua mạch chính lưu thành dòng một chiều, sau đó được đưa vào bộ biến đổi ADC để biến đổi thành tín hiệu số trước khi đưa vào bộ xử lý. Á Hình 2.23: Cảm biến cảm ứng điện từ. 1. Đầu từ trở. 2. Cảm biến. 2.2.3. Sơ đồ điều khiển phun nhiên liệu bằng điện tử Cảm biến vị trí vành cam ,vị trí vành trục khuỷu và các cảm biến nhiệt độ ,tiếp nhận thông tin chính xác và gởi các tín hiệu này về bộ điều khiển điện tử để có chế độ điều chỉnh thích hợp đảm bảo phân phối nhiên liệu đến các xy lanh theo đúng thứ tự nổ của động cơ thông qua cảm biến đo vị trí trục khuỷu .Việc tạo ra áp suất và việc tạo ra phun nhiên liệu trong động cơ quyết định bởi người lái xe thông qua cảm biến vị trí bàn chân ga được tính toán bằng ECM và các biểu đồ lưu trong bộ nhớ của nó sau đó ECM sẽ điều khiển các kim phun tại mỗi xy lanh của động cơ để phun nhiên liệu . Việc xác định thời gian phun nhiên liệu được thực hiện dựa trên thông tin về lưu lượng khí ,tốc độ động cơ và hệ số hiệu chỉnh tuỳ theo chế độ của động cơ .Từ các thông tin này bộ xử lý tham chiếu đến các giá trị lưu sẵn trong bộ nhớ dưới dạng các bảng số liệu thu được từ thực nghiệm để xác định thời gian phun tối ưu. Như vậy các giá trị góc phun sớm ,lượng phun nhiên liệu và kiểm soát ô nhiểm được xác định nhờ bộ xử lý không phải hoạt động riêng lẻ mà chúng kết hợp với nhau nhờ các chương trình cài đặt sẵn để phối hợp với nhau nhằm đảm bảo đồng thời các của động cơ về công suất ,về tiêu hao nhiên liệu, và hạn chế ô nhiểm * Điều khiển chế độ không tải: Trong bộ nhớ của bộ xử lý hệ thống giá trị vòng quay không tải tiêu chuẩn cài sẵn là 720vòng /phút .Khi số vòng quay không tải lệch khỏi giá trị này chúng sẽ tự động điều chỉnh trở về với biên độ điều chỉnh la 50vòng /phút * Điều khiển chế độ mang tải: Kim phun điều khiển bằng van điện từ (solenoid) được gắn vào nắp máy kết hợp với đầu phun và van điện từ được cung cấp điện qua ECM .Khi van điện từ không được cấp điện thì kim ngừng phun , khi van điện từ được cấp điện ở chế độ mang tải ECM sử dụng những giá trị được đo bởi các cảm biến (ví dụ: tốc độ động cơ, vị trí bàn đạp ga, ...) gởi về ECM để tính toán ra lượng nhiên liệu phun chính xác và thời điểm phun tối ưu.Trong ECM có lập trình sẵn những giữ liệu phun thích hợp cho mỗi giá trị đo. Điều này có ý nghĩa là nó có thể thực hiện được đóng mở lượng nhiên liệu đi vào piston bơm cao áp nhiều hay ít lượng nhiên liệu phun ra sẻ tỉ lệ với độ dài của xung điều khiển van điện từ .Yêu cầu mở nhanh được ứng dụng bằng việc sử dụng điện áp cao , và dòng lớn .Thời điểm phun được điều khiển bằng hệ thống điều khiển góc phun sớm .Hệ thống này dùng một cảm biến trên trục khuỷu để nhận biết tốc độ động cơ và một cảm biến trên trục cam để nhận biết chu kỳ hoạt động. Hoạt động của kim phun có thể chia làm 3 giai đoạn chính khi động cơ làm việc và bơm cao áp tạo ra áp suất cao: - Kim phun đóng (ở trạng thái nghỉ) - Kim phun mở (bắt đầu phun). - Kim phun đóng (kết thúc phun). Các giai đoạn hoạt động của sự phân phối lực tác dụng lên các thành phần của kim phun. Khi động cơ dừng lại và không có áp suất trong ống phân phối, lò xo kim đóng kim phun. - Kim phun đóng (ở trạng thái nghĩ). Ở trạng thái nghĩ, van solernoid chưa được cấp điện và do đó kim phun đóng. Đối với động cơ cummins vòi phun chưa nhận được tín hiệu từ ECM nghĩa là chưa có dòng điện đi qua vòi phun van điện từ chưa mở nhiên liệu được bơm hút từ thùng chứa qua lọc thô ,tinh ,đến vòi phun theo đường dẫn dầu vào trong thân bơm và đi theo đường dầu hồi trở về thùng chứa khi lỗ xả đóng, lò xo đẩy van đóng lại. Ap suất cao của ống tăng lên trong buồng điều khiển và trong buồng thể tích của ty kim cũng có một áp suất tương tự. Ap suất của ống đặt vào phần đỉnh của pittông, cùng với lực của lò xo ngược chiều với lực mở kim sẽ giữ được ty kim ở vị trí đóng. * Khi kim phun mở (bắt đầu phun): Van điện từ được cung cấp điện với dòng kích thích lớn để đảm bảo nó mở nhanh. Lực tác dụng bởi van điện từ lớn hơn lực lò xo và làm mở lỗ xả ra gần như tức thời, dòng điện cao để tạo ra lực điện tử để giữ ty van. Điều này thực hiện được là nhờ khe hở mạch từ bây giờ đã nhỏ hơn. Khi lỗ mở ra, nhiên liệu có thể chạy vào buồng piston bơm cao áp và từ đó đi vào đỉnh piston nạp vào cốc hỗn hợp với khí nóng trong cốc hành trình đi xuống của kim(nhờ vấu cam)nhiên liệu và khí nóng trong cốc bị nén và được phun qua lỗ phun vào xy lanh động cơ dưới dạng nhũ tương(bọt nhiên liệu )do độ dốc mặt cam tăng liên tục khi phun nên càng về cuối tốc độ phun càng lớn làm cho bọt nhiên liệu được xé rất tơi và được hoà trộn đều với không khí trong buồng cháy lúc đũa đẩy ở vị trí cao nhất thì mũi kim vừa tỳ sát lên mặt côn của cốc ,kết thúc phun. * Kim phun đóng (kết thúc phun). Khi dòng điện qua điện từ bị ngắt, lò xo đi xuống và van điện từ bị đóng lại. lượng nhiên liệu do bơm cung cấp sẻ đi trở về thùng chứa 2.3. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ CUMMINS N14-330E Hình 2.26 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu 1: bu lông xả dầu, 2 lưới lọc dầu, 3: nắp thùng chứa dầu ,4: bu lông dầu hồi , 5: bơm tiếp vận , 6: đường dầu hồi, 7: cụm bơm liên hợp, 8: van điện từ, 9: đường dầu từ ECM tới, 10: ECM, 11: đường dầu đến vòi phun,12:bầu lọc thô,13:bầu lọc tinh, 14:bu lông xả cặn nước đọng,15:van cắt nhiên liệu,16:lưới lọc. Hệ thống điều khiển động cơ Diesel bằng điện tử trong một thời gian dài chậm phát triển so với động cơ xăng. Sở dĩ như vậy, là vì bản thân động cơ Diesel thải ra ít chất độc hơn nên áp lực về môi trường lên các nhà sản xuất ô tô không lớn. Hơn nữa do độ êm dịu không cao nên động cơ Diesel ít được sử dung trên xe du lịch. Trong thời gian đầu, các hãng chủ yếu sử dụng hệ thống điều khiển bơm cao áp bằng điện trong các hệ thống EDC (Electronic Diesel Control) hoặc UP (Unit Control). Trong những năm gần đây, hệ thống điều khiển mới - hệ thống nhiên liệu với việc điều khiển kim phun bằng điện đã được ứng dụng rộng rãi. Hệ thống nhiên liệu xe inter được mô tả sơ lược trên sơ đồ sau. Nhiên liệu được nạp vào thùng chứa qua nắp thùng (3). Khi động cơ hoạt động, bơm chuyển nhiên liệu (13) hút nhiên liệu từ thùng chứa qua bầu lọc thô (15) đến bình lọc tinh (14).Nhiên liệu tiếp tục được đẩy lên đến các cụm bơm theo đường ống(10) đến vòi phun (6). Cụm bơm vòi phun, phun nhiên liệu với áp suất cao vào buồng cháy, một phần nhiên liệu thừa theo ống dẫn dầu thừa (5)về thùng chứa. Trong hệ thống nhiên liệu bơm cấp nhiên liệu có nhiệm vụ chuyển nhiên liệu từ thùng chứa lên cụm bơm vòi phun . Trong hình bơm cấp nhiên liệu được đặt trực tiếp bên hông máy và quay cùng trục máy nén khí Khi tắt điện sự cung cấp nhiên liệu bị ngắt và động cơ dừng hoạt động. Vòi phun có chức năng phun nhiên liệu vào xylanh động cơ. ECM quyết định lượng nhiên liệu được phun, thời điểm phun và điều khiển nam châm điện trong vòi phun. Nam châm điện này mở vòi phun và nhiên liệu được phun vào buồng cháy và được dẫn động bởi hệ thống ,trục cam ,đũa đẩy và đòn bẩy .Vòi phun được đặt trên mặt nắp máy và Hệ thống phun nhiên liệu trên động cơ Cummins là một hệ thống phun được điều khiển bằng ECM. ECM điều khiển và giám sát quá trình phun bằng những giá trị cần thiết được mặc định sẵn cho quá trình phun nhiên liệu. ECU hoạt động giống như hệ thống phun điều khiển EDC khác. Kết cấu của hệ thống nhiên liệu động cơ Cummins đơn giản hơn so với các hệ thống khác. Ở động cơ bơm cao áp và vòi phun được tích hợp thành một cụm gọi là cụm bơm vòi phun và cứ mỗi xilanh sử dụng một cụm bơm vòi phun. Việc phun dầu vào 6 xilanh động cơ theo đúng thứ tự nổ động cơ là do cam và cò mổ thực hiện. Bởi vậy hệ thống nhiên liệu động cơ Cummins tiện lợi hơn các động cơ khác khi lắp đặt và sửa chữa. Các bộ phận chính trong hệ thống nhiên liệu động cơ Cummins gồm: + Thùng chứa nhiên liệu. + Lưới lọc. + Bầu lọc thô. + Bơm chuyển nhiên liệu + Lưới lọc tinh. + Cụm bơm vòi phun . + Đường ống dẫn và các ống nối. 2.3.1.Thùng chứa nhiên liệu. Động cơ Cummins là động cơ cỡ lớn lắp trên xe inter do vậy thùng chứa có kích thước khá lớn để cung cấp nhiên liệu cho động cơ trong một thời gian dài đảm bảo cho tính năng cơ động của động cơ. Thùng chứa bao gồm : + Nắp thùng : là chỗ nạp nhiên liệu vào thùng đồng thời là lỗ thoát khí của thùng chứa. + Lỗ lắp ống dầu hồi + Lưới lọc dầu : lọc những tạp chất hay bụi bẩn ban đầu trong thùng chứa trước khi dầu đi làm việc + Nút tháo dầu : nút tháo dầu có nhiệm vụ xả cặn trong thùng chứa và tháo hết nhiên liệu trong thùng khi cần thiết. Hình 2.27 Kết cấu thùng chứa nhiên liệu động cơ Cummins 1:bu lông xả dầu; 2:lưới lọc sơ; 3:nắp thùng chứa nhiên liệu,4:bu lông dầu hồi. 2 3.2.Bầu lọc thô. Chất lượng lọc sạch nhiên liệu có ảnh hưởng rất lớn đến sự hoạt động liên tục của hệ thống nhiên liệu ,bởi các chi tiết trong hệ thống nhiên liệu động cơ Cummins đòi hỏi độ chính xác cao.Khi làm việc với nhiên liệu bẩn và có nhiều tạp chất cơ học, các bộ đôi trong cụm kim bơm liên hợp sẽ bị mòn rất nhanh, các lỗ phun sẽ bị kẹt, bị tắc. Lọc dầu là khâu rất quan trọng đối với sự làm việc và tuổi thọ của các chi tiết trong hệ thống nhiên liệu. Bầu lọc thô của hệ thống nhiên liệu động cơ là loại bầu lọc có phần tử lọc bằng phiến kim loại, được lắp trước bơm nhiên liệu. Bầu lọc thô động cơ có khả năng tách các tạp chất cơ khí có kích thước lớn hơn 0,07mm trở lên ra khỏi nhiên liệu. Hình 2.28. Kết cấu bầu lọc thô 1: ốc xả cặn bẩn,2:đường dầu đi bầu lọc thô ,3:rắc co nối ống dầu,4:đường dầu vào của bầu lọc thô,5:võ bình,6:lọc dầu bằng giấy thấm,7:lò xo. Lõi lọc: Là một là một cuộn giấy thấm ở phía trong , gồm nhiều lớp giấy chồng lên nhau , xung quanh có hai tấm thép hình ô van. Và có khe hở lỗ 0,07 mm, do đó trên lõi lọc tạo ra các khe hở dày 0,07 mm. Nhiên liệu vào bình lọc sẽ được lọc qua các khe hở này. Nguyên lý hoạt động của bầu lọc như sau : Nhiên liệu được đưa vào từ ống dẫn (4) rồi chuyển động theo khe hở của phần tử lọc sau đó vào các khe hở của lõi lọc. Những tạp chất cơ học có kích cỡ từ 0,07(mm) trở lên thì bị giữ lại trên bề mặt các phần tử lọc, nhiên liệu sạch đi lên phía trên và ra khỏi bầu lọc (5) đi ra theo đường (2). Lượng tạp chất đó sẽ lắng đọng dưới đáy cốc và người ta xả cặn theo ốc xả cặn (1) theo định kỳ. 2 3 3.Bầu lọc tinh. Bầu lọc tinh của hệ thống nhiên liệu động cơ là loại bầu lọc có phần tử lọc bằng giấy thấm. Bầu lọc tinh được lắp trên đường dẫn nhiên liệu từ bơm chuyển nhiên liệu đến bơm cao áp vòi phun. Bầu lọc tinh được chế tạo với độ chính xác rất cao dùng để tách các tạp chất cơ học có kích thước từ(0,03-0,07)mm ra khỏi nhiên liệu. + Kết cấu : Hình 2.29 Kết cấu bầu lọc tinh động cơ Cummins 1.bu lông xã cặn bẩn ; 2.lò xo ; 3.võ bầu lọc ; 4.lọc thấm bằng giấy;5.Rắc co nối ống dầu,6.roan làm kín,7.đường dầu đi,8.nắp bầu lọc. Các bộ phận chính của bầu lọc tinh nhiên liệu động Cummins gồm có thân vỏ bình (3), lõi lọc (4) và nắp (8) .Trên bầu lọc người ta làm ren bắt trực tiếp với nắp bầu lọc và được làm kín bởi vòng đệm. + Lõi lọc: Là một bộ những tấm phiến bằng giấy xếp dạng hình rẻ quạt được lồng vào bên trong của tấm kim loại hình trụ có chiều dày khoảng 1mm trên tấm kim loại có các lỗ nhỏ để nhiên liệu đi vào phía bên trong, bầu lọc này khi thay phải thay cả cụm +Nguyên lý làm việc của bầu lọc tinh: Nhiên liệu được bơm tiếp vận đẩy vào từ đường dầu vào (5) rồi chuyển động dọc theo lỏi lọc rồi thấm qua các tấm lọc giấy (4). Những tạp chất cơ học có kích cỡ từ 0,03- 0,07(mm) bị giữ lại trên bề mặt ngoài lỏi lọc sau đó lắng xuống đáy của bầu lọc, nhiên liệu sạch đi vào phần không gian phía trong của lỏi lọc sau đó theo ống dẫn dầu (8) ra khỏi bầu lọc theo đường ống dẫn nhiên liệu đi đén các vòi phun Sự làm việc lâu dài làm cho hiệu quả của bơm cung cấp nhiên liệu cũng như vòi phun và bơm phân phối phụ thuộc vào chất lượng lọc của nhiên liệu. * Nhiệm vụ của bầu lọc tinh: Bầu lọc tinh lọc tạp chất cơ học có kích thước 0,002 0,003 mm ra khỏi nhiên liệu (trong khi đó khe hở xy lanh và piston bơm 0,0025 mm) nên bầu lọc đảm bảo cho hệ thống làm việc tốt. Trên hình giới thiệu một bình lọc nhiên liệu. Bình lọc này gồm có vỏ lõi lọc làm liền một khối với nhau trên nắp vỏ có đường dầu vào ,đường dầu ra và trên đó có ren để vặn với mặt bích của bầu lọc và được làm kín bằng roan cao su trên nắp có lổ ren dùng để lắp đầu nối ống nhiên liệu thông với dưòng dầu vào . ống đi vào bình lọc từ phía ngoài lõi lọc thấm và lưới lọc để tạo không gian bên trong sau đó đi tới đầu nối ống ra Trong bình lọc nhiên liệu của xe người ta chạy 10.000km phải thay cả cụm . Một bộ lọc nhiên liệu không thích hợp có thể dẫn đến hư hỏng cho các thành phần của bơm và kim phun. Bộ lọc nhiên liệu làm sạch nhiên liệu trước khi đưa đến bơm và do đó ngăn ngừa sự mài mòn nhanh của các chi tiết bơm 2.3.4 BƠM CHUYỂN NHIÊN LIỆU. 2.3.4.1. Nguyên lý hoạt động và kết cấu của bơm chuyển nhiên liệu * Nguyên lý hoạt động: Hinh:2.30 mặt cắt của bơm 1:trục bị động ,2:bánh răng bị động ,3: bọng hút ,4:trục chủ động ,5: võ bơm ,6:bánh răng chủ động ,7:bọng đẩy. Đối với bơm bánh răng có khá nhiều ưu điểm .Kết cấu đơn giản ,dể chế tạo Đối với bơm bánh răng có khá nhiều ưu điểm .Kết cấu đơn giản ,dể chế tạo chắc chắn ,làm việc tin cậy cao , kích thước gọn ,có khả năng chịu quá tảitrong thời gian ngắn. Nhược điểm của bơm bánh răng là không thực hiện được sự điều chỉnh lưu lượng và áp suất khi bơm cần phải làm việc với số vòng quay không đổi bơm có cấu tạo hai bánh răng ăn khớp với nhau bánh răng chủ động (6) gắn liền trên trục chính của bơm (4), ăn khớp với bánh răng bị động (2) ,cả hai bánh răng đều đặt trong võ bơm (5) . Khi bơm làm việc , bánh răng chủ động quay ,kéo theo bánh răng bị động quay chất lỏng chứa trong các rãnh giữa các răng ngoài cùng ăn khớp được chuyển từ bọng hút (3) qua bọng đẩy (7) vòng theo võ bơm .Vì chất lỏng trong bọng đẩy giảm khi các răng của hai bánh răng vào khớp nên chất lỏng bị chèn ép và dồn vào ống đẩy với áp suất cao quá trình này gọi là quá trình đẩy của bơm đồng thời với quá trình đẩy ở bọng hút xảy ra quá trình hút như sau :thể tích chứa chất lỏng tăng (khi các răng ăn khớp )áp suất giảm xuống thấp hơn áp suất trên mặt thoáng của bể hút làm cho chất lỏng chảy qua ống hút vào bơm Bơm hút nhiên liệu từ bình chứa và tiếp tục đưa đủ lượng nhiên liệu đến vòi phun .khi áp lực trên đường lớn hơn lực lõ xo của van an toàn dầu nhiên liệu trở về bọng hút. +Van an toàn: 1:đường dầu trở về bọng hút,2:lò xo,3:thân van,4:đế van Cấu tạo van an toàn của bơm chuyển nhiên liệu gồm có van , lò xo giữ van. Van nằm trong mặt đế van và ống dẫn hướng, được giữ bởi lò xo làm cho nó luôn luôn ép sát vào đế van. Cấu tạo van an toàn của bơm chuyển nhiên liệu gồm có ba phần chính. Phần đầu van có dạng hình côn; Phần thân hình trụ (3) có tác dụng dẫn hướng khi van dịch chuyển; Phần đuôi có gờ để lắp lò xo giữ van an toàn. Khi hệ thống nhiên liệu gặp sự cố làm cho áp suất sau đường ống nhiên liệu ra cao quá. Ap suất cao tác dụng lên bề mặt của van an toàn làm mở cữa van dẫn nhiên liệu trở lại trước bọng hút , kết quả làm cho áp suất nhiên liệu sau bọng đẩy giảm xuống đảm bảo an toàn cho hệ thống nhiên liệu. * Kết cấu bơm chuyển nhiên liệu: 1: ống cong ,2,12:long đền phẳng ,3:vòng làm kín,4,,6,7,19: bu long, 5:long đền khoá ,8,9,10:siu hình chữ nhật,11:nắp bộ giảm chấn nhiên liệu, 13:màng giảm chấn nhiên liệu,14: nắp lọc nhiên liệu ,15:bu lông ,16:đai ốc nối,17,38:bu lông ,18:lò xo xoắn,20:bảng tên 21:van lò xo,22:nắp,23: siu hình chữ nhật,24:lưới lọc,25:van đĩa,26:nắp lọc nhiên liệu,27,29,33,37:vòng làm kín,28,36:chốt có ren,võ dẫn hướng,31:moay ơ có vấu dẫn động,32:ống nối,34:van điện từ,35:đĩa dẫn động,39:vòng hãm,chốt định vị,41:roan bơm nhiên liệu,42:bánh răng bơm chủ động,43:trục bơm chủ động ,44:chốt rỗng,45:van dầu hồi,46:lò xo,47:chốt điều chỉnh,48:vòng khoá 49:bánh răng bơm bị động ,50:chốt,51:nắp bơm,52: trục bơm bị động,53:vòng hãm,54:roan bơm,55,56:vòng đệm,58,59:vòng làm kín dầu Bơm chuyển nhiên liệu động cơ cumin được lắp phía sau máy nén khí và được dẫn động bởi trục của máy nén khí Bơm chuyển nhiên liệu động cơ cumin gồm có hai bánh răng( 8) và (10) ăn khớp ngoài với nhau , kích thước bằng nhau, dạng răng của chúng là thân khai có số răng là 10. Cả hai đều được đặt trong vỏ của bơm . Khoảng trống giữa vỏ bơm, đường nhiên liệu vào và hai bánh răng gọi là bọng hút; khoảng trống giữa vỏ bơm, hai bánh răng và đường nhiên liệu ra gọi là bọng đẩy. Hình :2.31 Bơm chuyển nhiên liệu 2.3.5. Cơ cấu dẫn động vòi phun. Cơ cấu dẫn động cụm bơm vòi phun gồm có : Trục cam (1) được luồn vào thân động cơ từ bên hông động cơ . Đũa đẩy(5) và cò mổ (9) được luôn luôn tiếp xúc với nhau. Con đội kiểu con lăn nằm ở phía bên của thân động cơ. Cò mổ (9) tác dụng vào đuôi của cụm bơm vòi phun Hình 2.32 cơ cấu dẫn động cụm bơm vòi phun . 1. trục cam ; 2trục con đội ; 3. thanh truyền ;4. pittông,5.đũa đẩy; 6. êcu hãm 7,vít điều chỉnh bơm; 8.trục cò mổ ;9.cò mổ;10.cụm bơm liên hợp + Nguyên lý làm việc : Khi động cơ hoạt động , trục khuỷu quay sẽ làm bánh răng chủ động trên trục khuỷu dẫn động bánh răng trục cam (1) liên kết với nhau nên trục cam quay theo và quay ngược chiều với trục khuỷu. Khi vấu cam tiếp xúc với con đội sẽ nâng con đội và đũa đẩy (5) đi lên. Đũa đẩy tác dụng lên đuôi của cò mổ (8) làm đầu của cò mổ tác dụng lên cụm bơm vòi phun thực hiện quá trình cung cấp nhiên liệu . Trục cam tiếp tục quay làm cho vấu cam quay xuống , dưới tác dụng của lực căng lò xo và trọng lượng bản thân con đội , đũa đẩy sẽ đi. Cụm bơm vòi phun thực hiện quá trình nạp nhiên liệu. 2.3.5.1. Kết cấu trục cam. Trục cam của động cơ cumin gồm có các bộ phận: cam dẫn động xupap thải, cam dẫn động kim bơm liên hợp , các cổ trục , bạc lót cổ trục và bánh răng dẫn động trục cam. Trục cam dùng để dẫn động cụm bơm vòi phun của hệ thống nhiên liệu và dẫn động xupap đóng mở theo quy luật nhất định. Hình 2.31 Kết cấu trục cam. 1.Cam dẫn động cơ cấu phối khí ; 2.Cam dẫn động cụm kim bơm liên hợp ; 3.Đai ốc;4.Bánh răng ; 5. Then bán nguyệt. Vật liệu chế tạo trục cam là thép hợp kim. Các mặt ma sát của trục cam (mặt làm việc của cam, của cổ trục, của mặt đầu trục cam...) đều thấm than và tôi cứng, độ cứng đạt HRC 5265. Các bề mặt khác và ruột trục cam độ cứng thấp hơn, thường vào khoảng HRC 3040. Các cam được chế tạo liền với trục. Trục cam được lắp theo kiểu đút luồn qua các cổ trục trên thân máy. Số cổ trục là z = 7. Bạc lót ở trục cam là một hình trụ rỗng ,bạc lót được chế tạo bằng hợp kim đồng lắp cố định trong thân máy Ô chắn dọc trục cam là 1 mặt bích bằng thép cố định trên mặt đầu của thân máy bằng 3 bulông.Một mặt của mặt bích tiếp xúc với mặt bên của cổ trục cam,mặt kia cách mặt đầu của bánh răng cam 1 khe hở khoảng chừng 0,1÷0,2mm.Khe hở này do chiều dày của 1 vòng chắn quyết định.Vòng chắn lắp trên đầu trục cam và bị bánh răng cam ép sát vào mặt bên của cổ trục cam. 2.3.5.2 Con đội. Con đội là 1 chi tiết máy truyền lực trung gian, đồng thời con đội chịu lực nghiêng do cam gây ra trong quá trình dẫn động cụm bơm vòi phun . Kết cấu con đội gồm 2 phần: phần dẫn hướng (thân con đội) và phần tiếp xúc với cam dẫn động cụm bơm vòi phun. Phần tiếp xúc với cam dẫn động cụm bơm vòi phun của động cơ cumin là con đội loại có con lăn.Do con đội tiếp xúc với mặt cam bằng con lăn nên ma sát giữa con đội với mặt cam là ma sát lăn. Vì vậy ưu điểm cơ bản của loại con đội này là ma sát nhỏ và phản ảnh chính xác quy luật chuyển động nâng hạ của cam. Nhược điểm của loại con đội này là kết cấu phức tạp.Con lăn được lắp trên trục ở phần dưới của con đội bằng bạc đồng để giảm hao mòn cho chốt lắp con lăn. Con lăn của con đội được làm bằng thép các bon tôi đạt độ cứng HRC5862. 2 1 Hình 2.3.1.Kết cấu con đội 1.Ống dẫn hướng ; 2. Con lăn. 2.3.5.3. Đũa đẩy Đũa đẩy dẫn động cụm kim bơm liên hợp là một thanh thép hình trụ có đường kính 14mm, đặc, dùng để truyền lực từ con đội đến cò mổ. Đầu trên tiếp xúc với cò mỗ có dạng hình chỏm cầu và điều chỉnh thời điểm phun nhiên liệu. Đầu kia tiếp xúc với con đội cũng có dạng hình chỏm cầu .Đũa đẩy làm bằng thép cácbon thành phần trung bình. Đầu tiếp xúc làm bằng thép cácbon. Thành phần cácbon thấp hàn với đũa đẩy rồi tôi cứng đạt độ cứng HRC 5060. Hình 232. Kết cấu đũa đẩy. 2.3.5.4 .Kết cấu cò mổ. Cò mổ là chi tiết truyền lực trung gian, một đầu tiếp xúc với xu páp có dạng hình chỏm và đầu kia trực tiếp tiếp xúc với đũa đẩy ở phía trên có ren để vặn bu lông để điều chỉnh thời điểm đóng mở xu páp. Sau khi điều chỉnh thời điểm xong, người ta khoá ốc hãm siết chặt khớp nối với đũa đẩy bằng êcu. Đầu cò mổ tác dụng lên xu páp có dạng chỏm cầu hình móng ngựa có tác dụng giảm lực va đập và chống mài mòn các chi tiết . Mặt ma sát giữa trục và bạc lót ép trên cò mổ được bôi trơn bằng dầu nhờn chứa trong phần rỗng của trục. Ngoài ra, trên cò mổ người ta còn khoan lỗ để dẫn dầu đến bôi trơn mặt tiếp xúc với chốt khớp nối. Chiều dài của hai cánh tay đòn của đòn bẩy khác nhau, cánh tay đòn phía bên trục cam ngắn hơn phía bên xu páp. Hình 2.33. Kết cấu cò mổ Cò mổ được chế tạo bằng thép cácbon có thành phần cácbon trung bình. Khi trục cam nâng con đội lên, đũa đẩy đẩy một đầu của cò mổ đi lên, đầu kia của cò mổ bẩy và nén lò xo của cụm bơm vòi phun xuống thực hiện bơm nhiên liệu. 2.3.5.5. Cụm bơm vòi phun. * Kết cấu. Hình 2.34 .Kết cấu vòi phun 1.Cán pít tông.2.Đĩa lò xo ,3.Vòng hãm,4.Lò xo hồi vị,5.Bách giữ lò xo,6.Long đền phẳng, ,7.Chốt đẩy pít tông,8.Thân bơm 9.Xylanh,10.Piston,11Bu lông,12.Lò xo,13.Đế van,14.Ty kim,15.van một chiều ba cạnh,16.Đường dầu vào,17.vòng su,18 Đường dầu về.19.Đầu nối đến ECM, 20.Van điiện từ, 21.vít giữ bách kẹp lò xo, Piston (10) làm chức năng tạo ra áp lực dầu lớn đóng mở đường dầu vào (16) xylanh (9)có các đường dầu hồi và các đường dầu nạp ty kim (14) và lò xo (12) cùng với đế van (13) tạo ra áp lục dầu phun trực tiếp vào xylanh , van một chiều ba cạnh(15) không cho dầu đi ngược trở lại .Tất cả đều được nằm trong võ bơm Ở động cơ cummins bơm cao áp, vòi phun và van thoát một chiều được tích hợp thành cụm bơm vòi phun và cứ mỗi xilanh sử dụng một cụm bơm vòi phun. Việc phun dầu vào 6 xilanh động cơ theo đúng thứ tự nổ động cơ là do cam và cò mổ thực hiện. *Nguyên lý hoạt động. Van điện từ được cung cấp điện với dòng kích thích lớn để đảm bảo nó mở nhanh. Lực tác dụng bởi van điện từ lớn hơn lực lò xo và làm mở lỗ xả ra gần như tức thời, dòng điện cao để tạo ra lực điện tử để giữ ty van. Điều này thực hiện được là nhờ khe hở mạch từ bây giờ đã nhỏ hơn. Khi lỗ mở ra, nhiên liệu có thể chạy vào buồng piston bơm cao áp và từ đó đi vào đỉnh pít tông nạp vào cốc hỗn hợp với khí nóng trong cốc hành trình đi xuống của cán piston (nhờ vấu cam) tạo ra một áp lực lớn đẩy van điện từ nhiên liệu đi vào trong cốc và khí nóng trong cốc bị nén và được phun qua lỗ phun vào xy lanh động cơ dưới dạng nhũ tương (bọt nhiên liệu) do độ dốc mặt cam tăng liên tục khi phun nên càng về cuối tốc độ phun càng lớn làm cho bọt nhiên liệu được xé rất tơi và được hoà trộn đều với không khí trong buồng cháy lúc đũa đẩy ở vị trí cao nhất thì mũi kim vừa tỳ sát lên mặt côn của cốc, kết thúc phun. 3. Tính TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU. 3.1 tínhtoán KIỂM NGHIỆM VÒI PHUN. Những thông số cơ bản của vòi phun phải đảm bảo tốc độ cấp nhiên liệu thích hợp và áp suất cần thiết. 3.1.1.Tốc độ phun nhiên liệu lớn nh tỐc đỘ phun nhiên liỆu lỚn nhẤt trong mỘt chu trình. Qmax = = K..6.n (3.1) Qmax = = 42729 [mm3/s] = 42,729 [cm3/s] 3.1.2. Tổng số tiết diện lưu thông của lỗ phun .f1. .f1 = Qmax. (3.2) Trong đó: m1 : hệ số lưu lượng m1 = 0,65 dnl = 0,85.10-3 [kG/dm3] (khối lượng riêng của nhiên liệu) PP : Áp suất nhiên liệu trong thân vòi phun PP= 14 [MN/m2] Pz : Áp suất cực đại của chu trình. Pz= 8,62 [MN/m2] .f1 = 42,729.= 36.10-4 [cm2] = 0,36. [m2] 3.1.3. Tiết diện lưu thông của một lỗ phun. f1 = (3.3) m = 0,65 f1 = = 0,55 [mm2] 3.1.4. Đường kính lổ phun tính toán. dlt = (3.4) dlt = = 0,8 [mm] Đường kính lỗ phun thực tế d = 0,84 [mm] Sai số e1 = = = 0,05 (3.5) e1 = 5 % Hình 3.1. Sơ đồ tính toán các lỗ phun 3.1.5. Tính đường kính phần dẫn hướng của van kim và đường kính trên mặt tựa van kim: dK, db. Từ biểu thức : = (3.6) Trong đó: dk : đường kính phần dẫn hướng của van kim. db : đường kính phần bao kín trên mặt tựa của van kim. Pz = 8,62 [MN/m2] PP0 : Áp suất mở kim phun. PP0 = 15 [MN/m2] Pcl : Áp suất còn lại trong đường ống cao áp. Pcl= 12 [MN/m2] = = 1,9 (3.7) Nếu chọn dk = 4 [mm] Suy ra db = = 2,1 [mm] 3.1.6. Lực ép ban đầu của lò xo vòi phun. Điều kiện cân bằng của van kim tại thời điểm van kim bắt đầu tách khỏi đế van được viết. A = PP0.p. + P0. (3.8) A = 15.3,14. + 0,1.= 136 [N] Tác dụng tiết lưu của van kim không làm giảm nhiều áp suất ở trước lổ phun thì diện tích tương đương của tiết diện lưu thông của vòi phun không được sai lệch nhiều so với tổng diện tích tiết diện lưu thông của các lổ vòi phun. Nếu chọn K/ = = 1,7 Ta được = 1,7.0,55= 0,93 [mm2] : tiết diện lưu thông nhỏ nhất giữa mặt tựa van kim và đế van. 3.1.7. Hành trình nâng cực đại của kim phun. Từ phương trình = p.xK [mm2] (3.9) Trong đó: xk : hành trình nâng dx : đường kính đáy nhỏ của mặt côn. Chọn dx = 1,5 [mm] ak : góc côn tựa của kim van ak= 600 Theo (3.14) ta được: 0,679. - 2,355.x + 1,4 = 0 Giải phương trình trên ta được: xk1 = 2,7 [mm] xk2 = 0,76 [mm] Điều kiện: r = [mm2] 0 r : bán kính đáy trên mặt côn. Theo điều kiện (3.8) chọn được xk = 0,76 3.2.TÍNH TOÁN BƠM CHUYỂN NHIÊN LIỆU. 3.2.1.Tính lưu lượng của bơm chuyển nhiên liệu . Lưu lượng thực tế của bơm chuyển nhiên liệu được tính theo công thức : Q = Q.Q1 Trong đó : Q - Hiệu suất lưu lượng, kể tới các tổn thất của bơm, thông thường Thông thường Q = 0,8 - 0,9 , chọn Q = 0,85. Q1 - Lưu lượng lý thuyết trung bình của bơm trong một đơn vị thời gian [lít/ph] Ở đây: D - Đường kính vòng lăn , D = 22 [mm] Z - Số răng của hai bánh răng (bằng nhau) Z = 10 b - Bề rộng răng, b = 32 [mm] n - Số vòng quay trong một đơn vi thời gian n = 1600 [vg/ph] Thay số liệu vào ta có : [mm3/ph] Q = 14,744576 [lít/ph] Hình 3.2. Sơ đồ tính toán lưu lượng bơm 4.CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG VÀ SỮA CHỮA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU. 4.1. CHẨN ĐOÁN. Khắc phục hư hỏng có nghĩa là sửa chữa các hư hỏng bằng cách loại trừ lần lượt từng nguyên nhân không thể, sau đó xem xét những nguyên nhân còn lại để đi đến kết luận chính xác, phương pháp này nhanh và chính xác hơn rất nhiều so với việc phỏng đoán hay điều chỉnh sửa chữa ngẫu nhiên các hư hỏng hay gặp trong hệ thống nhiên liệu. 4.1.1 Khói đen. Khói đen chứa cacbon trong nhiên liệu không cháy kết quả của sự cháy không hoàn toàn do hệ số a quá nhỏ (tức hỗn hợp quá đậm), từ bản chất của hiện tượng này có thể do các nguyên nhân sau. (1) Phun nhiên liệu quá nhiều Đây là kết quả của việc cháy không hoàn toàn, tức là có quá nhiều nhiên liệu được phun vào xylanh, không có đủ khí để cháy hết nên phần nhiều nhiên liệu còn lại thải ra cùng khí xã làm khí có màu đen. (2) Thời gian phun quá sớm Nếu thời điểm phun quá sớm, nhiên liệu sẽ được phun trước khi áp suất và nhiệt độ của khí trong buồng cháy phụ tăng đủ cao để bốc cháy. Nhiên liệu được phun vào trong giai đoạn này làm hỗn hợp khí nhiên liệu quá đậm ở một vài vùng của buồng cháy phụ. Kết quả là, hỗn hợp khí- nhiên liệu ở vùng đậm này cháy không hoàn toàn và khí xả có muội than. Khi hiện tượng này nảy ra, nó thường kèm với tiếng gõ động cơ. (3) Áp suất phun thấp. Khi làm việc nếu áp suất phun nhiên liệu thấp thì không thể hình thành tia phun tốt và chất lượng hóa sương của nhiên liệu cũng xấu không tơi làm cho hỗn hợp hòa trộn không đồng đều dẫn đến cháy không triệt để, khí thải có màu đen, khi đó công suất của động cơ giảm và động cơ làm việc rất xấu ở số vòng quay thấp. + Kiểm tra sơ bộ vòi phun được tiến hành trên động cơ như sau: Lần lượt cho xylanh ngừng làm việc bằng cách không cho dòng điện từ ECM như vậy nhiên liệu sẽ không chuyển đến vòi phun và xylanh đó sẽ không làm việc. Nếu ngắt một trong các xylanh của động cơ mà số vòng quay trục khuỷu động cơ giảm xuống, khói đen thải tăng thì chứng tỏ vòi phun còn tốt. Nếu số vòng quay trục khuỷu không thay đổi và khói khí thải vẫn như trước thì chứng tỏ vòi phun đã bị hỏng, và cần mang nó đi sửa chữa. - Khắc phục thực hiện theo các bước sau: - Kiểm tra điều chỉnh kim phun nhiên liệu bằng cách dùng clê điều chỉnh cho đúng lực 4.2.HƯ HỎNG. Hư hỏng thường gặp nhất của hệ thống nhiên liệu động cơ Cummin đó là nhiên liệu không phun vào xylanh hoặc lưu lượng thiếu. Nguyên nhân gây ra nhiên liệu không phun vào xilanh hoặc lưu lượng thiếu có hai trường hợp đó là do cụm bơm vòi phun hỏng hoặc hệ thống cung cấp nhiên liệu hỏng. Muốn biết chính xác hư hỏng thuộc vùng nào ta tháo ống dẫn nhiên liệu vào cụm kim bơm liên hợp và kiểm tra nhiên liệu ở đó. Nếu nhiên liệu tại đó không đến hoặc đến ít thì hư hỏng thuộc hệ thống cung cấp. Ngược lai nhiên liệu tại đó vẫn cung cấp bình thường thì hư hỏng ở cụm bơm vòi phun . 4.2.1. Hư hỏng ở hệ thống cung cấp. Hệ thống cung cấp gồm thùng chứa nhiên liệu , bầu lọc thô, bầu lọc tinh, bơm chuyển nhiên liệu và đường ống dẫn, do đó các nguyên nhân có thể là : - Ống dẫn dầu từ thùng chứa đến bơm bị nghẹt hẳn hay nghẹt một phần. - Các bầu lọc nhiên liệu dơ hay nghẹt. - Lỗ thông hơi của thùng chứa nhiên liệu bị bít. - Hệ thống nhiên liệu bị e - Bơm tiếp vận nhiên liệu hỏng. 4.2.2. Hư hỏng ở cụm bơm vòi phun Trừ trường hợp hệ thống điều khiển tất cả các cụm bơm vòi phun bị gãy và thanh răng bị kẹt ở vị trí tắt máy . Còn trường hợp một cụm bơm vòi phun bị hỏng thì ở các cụm bơm vòi phun khác nhiên liệu được bơm như thường nếu nhiên liệu có tới nơi. Muốn tìm xilanh đó, ta mở tất cả ống thoát nhiên liệu và quay động cơ. Nếu nhiên liệu không ra ống nào thì xilanh đó bị hỏng. Nhưng nguyên do có thể là: - Piston bị kẹt mở hoặc bị gãy. - Lò xo của piston gãy hay yếu. - Nhiên liệu xì ở đệm và khâu nối. -Cam mòn. - Piston mòn hay bị trầy. - Đầu vòi phun bị tắc 4.2.3.Bão dưỡng và sữa chữa thùng chứa nhiên liệu. Các tạp chất cơ học kích thước lớn trong nhiên liệu khi vào thùng chứa nhiên liệu bị lưới lọc sơ giữ lại và lắng xuống trong thùng chứa , sau một khoãng thời gian nhất định các tạp chất quá nhiều sẽ làm tắc lưới lọc và các tạp chất đó phân rã thành các tạp chất nhỏ hơn chui qua lưới sơ đi vào hệ thống nhiên liệu . Do vậy sau một khoãng thời gian nhất định phải lau chùi và xả cặn cho thùng chứa. Hình 4.1. Xả cặn và chùi rữa thùng chứa nhiên liệu 1.Nắp thùng nhiên liệu; 2.Lỗ dầu thừa chảy về thùng ; 3.Lưới lọc ; 4.Lỗ xả cặn. Tháo bu lông xả cặn (4) để xả hết nhiên liệu sang một thùng chứa phụ khác, sau đó mới tiến hành tháo lưới lọc sơ ra. Ngâm lưới lọc sơ vào nhiên liệu sạch rồi dùng chổi quét sạch các cặn bẩn bám trên lưới. Dùng nhiên liệu phun vào thùng và dùng chổi không rụng lông cọ rữa bề mặt trong của thùng chứa. 4.2.4 .Bảo dưỡng và sửa chữa bơm chuyển nhiên liệu. Những hư hỏng chủ yếu của bơm chuyển nhiên liệu là khe hở hướng kính giữa các đỉnh răng của răng và vỏ bơm, độ rơ hướng trục của các bánh răng tăng, các bạc lót trục bơm bằng hợp kim đồng bị mòn, van an toàn bị hư hỏng. Khi lắp bơm không chính xác hoặc các chi tiết chủ yếu bị mòn quá nhiều , van an toàn và bệ van tiếp xúc không khít, lò xo bị yếu ... đều có thể gây ra hiện tượng rò hơi, rò nhiên liệu và việc cung cấp nhiên liệu sẽ bị ngắt. Nếu áp lực nhiên liệu và lượng nhiên liệu bơm lên ít hơn quy định thì phải tháo rời ra để kiểm tra sữa chữa, rà lại van an toàn và bệ van. 4.2.5 . bảo dưỡng và sửa chữa cụm bơm vòi phun . Chúng ta nên biết rằng những hột bụi thật nhỏ vẫn có thể qua những bình lọc thật tốt để đến tận cụm bơm vòi phun, các hột bụi đó tích tụ trên lưới lọc, lâu ngày nếu không được làm sạch sẽ dẫn đến tắc đường nhiên liệu vào cụm bơm vòi phun. Tiến hành tháo bu lông càng bơm vòi phun , rồi tháo cụm bơm vòi phun ra ngoài rồi cẩn thận lần lượt tháo các chi tiết của cụm bơm vòi phun. Trong lúc tháo cụm bơm vòi phun, phải giữ sạch sẽ các chi tiết. Cấm dùng vải rách để lau chùi, vì những sợi chỉ nhỏ có thể dính theo và đó là mối nguy hại cho cụm bơm vòi phun. Không nên dùng vật gì cứng gõ lên các chi tiết, tuyệt đối cấm cạo, dũa lên các bề mặt tiếp xúc của các chi tiết. Phải rửa các chi tiết trong dầu đã lọc sẵn. Piston bơm phải được cử động một cách thật vừa vặn trong xilanh. Nếu không piston sẽ bị kẹt bụi hoặc bị biến dạng bề mặt dẫn đến sự làm việc của bộ đôi này sẽ bị cào xước. Như vậy, nếu muốn thay piston thì phải thay luôn cả xilanh, vì những bộ phận này luôn luôn được chế tạo từng cặp. 4.2.6. Sửa chữa cặp xi lanh và piston cụm bơm vòi phun. Có ba phương án sữa chữa cặp piston và xilanh cụm bơm vòi phun . Nếu bị mòn nhẹ thì có thể chọn lắp theo cặp để sử dụng lại, nếu bị mòn nặng thì mạ Crôm rồi chọn lắp thích hợp hoặc thay cả cặp. Sau khi chọn lắp và mạ Crôm nói chung cần phải rà lại. Khi chọn lắp, cho piston vào hơi chặt ở khoảng 1/3-1/4 chiều dài đầu cuối của xilanh là được. Sau đó rà riêng piston và xilanh cho đến khi piston lắp lại hoàn toàn vào xilanh , rồi rà lại bằng bột rà để có được khe hở lắp ghép bình thường giữa hai chi tiết. Khe hở đó phải đo bằng dung cụ đo, nhưng cũng có thể xác định theo kinh nghiệm như sau: Đầu tiên lau sạch hai chi tiết , rồi bôi một lớp dầu mazút vào piston , sau đó cắm piston vào bằng 1/3 chiều dài của xilanh và đặt nghiêng 450. Nếu piston trượt xuống một cách dễ dàng thì chứng tỏ chúng có khe hở thích hợp. 4.2.7 .Sửa chữa đầu vòi phun cụm bơm vòi phun. Một nguyên nhân chính làm cho nhiên liệu không phun vào buồng đốt hoặc nhiên liệu có phun vào buồng đốt nhưng thiếu hoặc chất lượng phun không tốt đó là do đầu vòi phun bị nghẹt. Những bụi than do dầu cháy tạo ra có thể chui vào các lỗ của đầu vòi phun. Do đó mà nhiên liệu không phun vào xilanh được. Do vậy phải chùi rữa và xoi đầu vòi phun . Xoi thông các lỗ phun dầu là một chuyện phải làm hết sức cẩn thận. Trước hết phải ngâm đầu vòi phun trong dầu để làm mềm chất muội bít lỗ, sau đó dùng cây xoi đặc biệt có mũi bằng thép chế định sẵn để xoi. Biết rằng các lỗ phun dầu lớn dần theo thời gian sử dụng động cơ. Do đó, tháo cụm bơm vòi phun càng ít càng hay. Chỉ tháo cụm bơm vòi phun để kiểm tra khi nào thấy động cơ phun khói nhiều, nghe tiếng động rõ rệt ở một xi lanh và khi thấy công suất động cơ bị giảm. Hình 4.2. Xoi các lỗ phun. 1.Đầu vòi phun ; 2. Kim xoi. Trước khi tháo cụm bơm vòi phun để thử, phải biết chắc chắn tình trạng nói trên của động cơ không phải do các nguyên nhân khác như:thiếu nhiên liệu, bầu lọc nhiên liệu dơ, xupap hiệu chính sai, xilanh thiếu sức ép. 4.3.QUY TRÌNH KIỂM TRA. 4.3.1 Kiểm tra sự kín khít giữa piston và xylanh cụm bơm vòi phun. Hình 4.3. Thiết bị kiểm tra sự kín khít giữa piston và xilanh 1.Vật nặng ; 2. Đòn bẩy ; 3.Cụm bơm vòi phun ; 4.Giá đỡ ; 5.Cần điều khiển ; 6.Vỏ. Sự kín khít của piston và xilanh của cụm bơm vòi phun có thể kiểm tra trên Sự kín khít của piston và xilanh của cụm bơm vòi phun có thể kiểm tra trên thiết bị như hình ( 9.5). lắp cụm bơm vòi phun vào vỏ (6) đòn bẩy (2) ép lên trên cần đẩy làm cho trong cụm bơm vòi phun chứa đầy nhiên liệu, điều chỉnh vật nặng (1) để cho piston tạo ra trong xilanh một áp suất 250 kG/cm2, sau khi quay cần điều khiển, thời gian piston hạ xuống ở trong xilanh là 8-10 giây, nếu nhanh hơn khoảng thời gian này chứng tỏ sự kín khít không tốt. 4.3.2..Kiểm tra chất lượng phun của cụm bơm vòi phun . Sau khi lắp xong cụm bơm vòi phun tiến hành kiểm tra sự hoạt động của cụm bơm vòi phun và chất phun sương của đầu vòi phun. Dưới đây là hai phương pháp kiểm tra : + Lắp cụm bơm vòi phun vào giá lắp rồi kẹp lên Êtô, đẩy thanh răng vào hoàn toàn, nhanh chóng ép lò xo cần đẩy piston. Lúc này những giọt nhiên liệu phun ra từ các lỗ phun phải đồng đều và mịn, không được nhỏ giọt, chất lượng phun sương ở các lỗ phun phải như nhau , đầu vòi phun chỉ hơi ẩm ướt. Nếu không đạt được những yêu cầu nêu trên thì phải tiến hành sữa chữa kiểm tra lại. Khi kiểm tra cần chú ý không để nhiên liệu bắn vào tay và mắt. Hình 4.4. Kiểm tra chất lượng phun ở dạng sương + Sau khi chứa đầy nhiên liệu vào cụm bơm vòi phun để đầu vòi phun lên tờ giấy trắng , đẩy thanh răng đến vị trí phun lưu lượng tối đa , dùng tay ấn mạnh lò xo, lò xo đẩy piston, nhiên liệu sẽ phun lên tờ giấy trắng. Xem hình dạng của vết phun ở trên tờ giấy trắng để phán đoán chất lượng phun ở dạng sương tốt hay xấu. Hình 4.5. Hình dạng các vết phun 1.Bình thường ; 2.Một lỗ phun bị tắc một ít ; 3. tia phun rất bé , phun không mạnh , Nguyên nhân là do tính kín khít của van thoát một chiều và sức đàn hồi của lò xo van thoát một chiều không đủ ; 4. Một lỗ phun bị tắc hoàn toàn ; 5. Nhiên liệu nhỏ giọt , do van thoát một chiều bị mòn ; 6.Lò xo van thoát một chiều bị gãy hoặc van thoát một chiều bị mòn quá mức. 4.4 .QUY TRÌNH LẮP RÁP. 4.4.1. Lắp cụm bơm vòi phun . Hình 4.6. Lắp ráp cụm bơm vòi phun. 1.Cán pít tông.2.Đĩa lò xo ,3.Vòng hãm,4.Lò xo hồi vị,5.Bách giữ lò xo,6.Long đền phẳng, ,7.Chốt đẩy pít tông,8.Thân bơm 9.Xylanh,10.Piston,11Bu lông,12.Lò xo,13.Đế van,14.Ty kim,15.van một chiều ba cạnh,16.Đường dầu vào,17.vòng su,18 Đường dầu về.19.Đầu nối đến ECM, 20.Van điiện từ, 21.vít giữ bách kẹp lò xo, Trước lúc lắp cụm bơm vòi phun các chi tiết phải được rửa sạch trong nhiên liệu đã lọc sau đó mới tiến hành lắp. Đầu tiên tách riêng võ bơm lắp tất cả các đầu vòi phun trước khi lắp ty kim (14) vào đế van (13) Lắp lò xo (12) vào phía trên của ty kim. Lắp van một chiều ba cạnh(15) sau đó vặn bu lông (11) xy lanh (9) vào tiếp xúc với pít tông (10) ,tất cả đều nằm trong võ bơm Sau đó đặt tất cả cụm đã lắp ở trên vào thân bơm (8). Bằng mối ghép ren chú ý trên thân bơm có hai chốt định vị Điều chỉnh sao cho chốt đó nằm đúng vị trí cố định. - Ghép vỏ bơm với thân bơm lại với nhau sau đó vặn vỏ bơm vào thân bơm. Khi ghép chú ý thao tác pải nhẹ nhàng, xem xét các chi tiết trong vỏ bơm đã vào đúng vị trí hay chưa. Khi vặn vỏ bơm vào thân bơm phải nhẹ nhàng tránh làm hỏng các chi tiết bên trong khi bị kê do các chi tiết đó chưa vào đúng vị trí. Ban đầu vặn sơ sau đó mới kẹp thân bơm lên Ê tô để vặn chặt lại. -Lắp các chi tiết lưới , lò xo và bách giữ lại với nhau, Chú ý: Khi lắp piston và xilanh của cụm bơm vòi phun phải dịch chuyển piston nhẹ nhàng trong xilanh. 4.5. ĐIỀU CHỈNH CỤM BƠM VÒI PHUN . 4. 5.1. Điều chỉnh các cụm bơm vòi phun phun đồng đều. Sau khi đã kiểm tra và điều chỉnh điểm bắt đầu phun của các cụm bơm vòi phun tiến hành điều chỉnh điều chỉnh các cụm bơm vòi phun phun đồng đều. Kiểm tra nhiệt độ các đường ống xả của các xilanh bằng tay (trong lúc động cơ đang làm việc). Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các ống xả biểu thị hiện tượng các cụm bơm vòi phun phun không đều. Ống xả nóng nhiều là do nhiên liệu phun quá nhiều, ống xả nóng ít là do nhiệt nhiên liệu phun không đủ. Điều chỉnh cho nhiên liệu phun đồng đều bằng cách điều chỉnh lại êcu tức là sự xétơi của nhiên liệu .Lực siết của ê cu 2.8N.m Sau khi điều chỉnh xong kiểm tra lại xem sự phun nhiên liệu đã được đồng đều chưa, cũng bằng cách so sánh nhiệt độ của các ống xả. 5. KẾT LUẬN. Sau khi khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ Cummins lắp trên xe INTERNATIONAL thì trên cơ sở lý thuyết ta thấy rằng .Sử dụng hệ thống phun nhiên liệu bằng điện tử cho động cơ nói chung là rất có lợi không những về kinh tế mà còn giảm rõ rệt mức độ ô nhiễm môi trường so với động cơ Diesel nguyên thuỷ . Động cơ sử dụng hệ thống phun nhiên liệu điện tử có các đặc điểm sau : Khả năng tạo hơi nhiên liệu tốt vì phun nhiên liệu với áp suất cao từ 5000PSI các sản vật cháy ít độc hại hơn nhiều lần so với hệ thống nhiên liệu Diesel bình thường vì quá trình cháy hoàn thiện hơn . Ngoài sự ưu việt về mặt môi trường động cơ còn hoàn loạt các ưu việt khác .Động cơ phun nhiên liệu ở áp suất cao nên nhiên liệu cháy hoàn toàn không tạo ra các sản phẩm phụ khác, ít tạo khói ít tạo ra muội than và khói thấp hơn động cơ sử dụng hệ thống nhiên liệu Diesel bình thường nên cải thiện rất nhiều vấn đề ô nhiễm không khí . Đối với hệ thống phun điện tử lượng khí nạp được cảm biến lưu lượng khí nạp nhận giá trị đưa về ECM ,ECM nhận giá trị này cùng với các giá trị từ các cảm biến khác gởi về xử lý và cho ra một lượng nhiên liệu chu trình thích hợp cho từng chế độ của động cơ Do lượng phun được điều khiển chính xác bằng ECM theo sự thay đổi về tốc độ động cơ và tải trọng nên có thể phân phối đều đến từng xylanh .M ặt khác tỷ lệ khí nhiên liệu có thể điều khiển tư do nhờ ECM bằng việc thay đổi thời gian hoạt động của vòi phun .Vì thế hỗn hợp khí nhiên liệu được phân phói đều đến tất cả các xy lanh và tạo ra được tỷ lệ tối ưu . Về xuất tiêu hao nhiên liệu thì ở động cơ sử dụng hệ thống nhiên liệu bằng điện tử việc phun nhiên liệu bị loại bỏ khi chân ga ở trạng thái tự do làm giảm tiêu hao nhiên liệu so với động cơ Diesel nguyên thuỷ . Như vậy với hệ thống phun nhiên liệu bằng điện tửquá trình cháy của động cơ được cải thiện đáng kể ,tăng tính kinh tế nhiên liệu ,giảm ô nhiểm môi trường tăng hiệu suất của động cơ .Do đó việc áp dụng hệ thống phun nhiên liệu bằng điện tử trên động cơ Diesel là đề tài đang được quan tâm nghiên cứu sử dụng trong thực tế bởi vì ô nhiểm môi trường đang là vấn đề cấp bách trên toàn cầu . Sau 15 tuần làm đồ án tốt nghiệp với sự nổ lực tìm hiểu và nghiên cứu ,cùng cới sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo ,đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn. TS Dương Việt Dũng ,đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ khảo sát đề tài tốt nghiệp được giao ,đề tài đã giúp em hiểu thêm về tính năng và kết cấu của hệ thống nhiên liệu . Tuy nhiên trong quá trình nghiên cứu ,do thời gian và khả năng hiểu biết và tài liệu về hệ thống nhiên liệu còn hạn chế nên trong quá trình khảo sát không tránh khỏi những thiếu sót ,em rất mong sự lượng thứ và đóng góp ý kiến bổ sung của các thầy cô giáo . Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa cơ khí giao thông.Trường ĐHBK Đà Nẵng đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy giáo. TS Dương Việt Dũng đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Đà Nẵng ngày 20 tháng 12 năm 2006 Sinh viên thực hiện NGUYỄN VĂN TÁM TÀI LIỆU THAM KHẢO 1: Hồ Tấn Chiến - Nguyễn Đức Phú - Trần Văn Tế - Nguyễn Tất Tiến KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG T1 T2 T3 .Nhà xuất bản đại học và trung học chuyên nghiệp HÀ NỘI 1979 2: WILIAM VÀ DONALLANGLIN ĐỘNG CƠ ÔTÔ 3:Lê Viết Lượng LÝ THUYẾT ĐỘNG CƠ DIESEL .Nhà xuất bản giáo dục 4:Bùi văn Ga-Văn Thị Bông -Phạm Xuân Mai -Trần Văn Nam - Trần Thanh Hải Tùng Ô TÔ VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG Nhà xuất bản giáo dục năm 1999 5 :Nguyễn Phước Hoàng -P HẠM Đức Nhuận - Nguyễn Thạch Tân - Đặng Huy Chí. THUỶ LỰC VÀ MÁY THUỶ LỰC .Nhà xuất bản giáo dục năm 1996 6: Tài liệu động cơ CUMMINS MỤC LỤC Trang 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE INTERNATIONAL 3 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG. 3 1.2. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ cuMmin. 3 1.3. CƠ CẤU KHUỶU TRỤC -THANH TRUYỀN -PISTON . 3 1.3.1. Trục khuỷu: 4 1.3.2. Thanh truyền. 4 1.3.3. Piston. 5 1.4. CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ. 6 1.5. HỆ THỐNG LÀM MÁT. 7 1.6. HỆ THỐNG BÔI TRƠN. 8 2. KHẢO SÁT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ CUMMINS N14-330E. 12 2.1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL. 12 2.1.1Đặc điểm hình thành hòa khí trong động cơ Diesel. 12 2.1.2 Hình thành kiểu màng trực tiếp. 15 2.1.3 Hình thành kiểu thể tích. 17 2.1.4 Hình thành kiểu thể tích - màng. 18 2.1.5 Bốn thời kỳ của quá trình cháy trong động cơ Diesel. 19 2.1.6. Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu Diesel. 23 2.2 KHẢO SÁT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ CUMMINS. 2.2.1 Khảo sát hệ thống điện tử điều khiển quá trình cung cấp. 24 2.2.2 Đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc của các cảm biến chính trong hệ thống nhiên liệu động cơ 2.2.3 Sơ đồ nguyên lý phun nhiên liệu điều khiển bằng điện tử 46 2.3. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ CUMMINS N14-330E 50 2.3.1.Thùng chứa nhiên liệu. 52 2 3.2.Bầu lọc thô. 53 2 3 3.Bầu lọc tinh. 54 2.3.4 BƠM CHUYỂN NHIÊN LIỆU. 56 2.3.5. Cơ cấu dẫn động vòi phun. 59 3. Tính TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU. 66 3.1 tínhtoán KIỂM NGHIỆM VÒI PHUN. 66 3.1.2. Tổng số tiết diện lưu thông của lỗ phun .f1. 67 3.1.3. Tiết diện lưu thông của một lỗ phun. 68 3.1.4. Đường kính lổ phun tính toán. 68 3.1.5. Tính đường kính phần dẫn hướng của van kim và đường kính trên mặt tựa van kim: dK, db. 68 3.1.6. Lực ép ban đầu của lò xo vòi phun. 69 3.1.7. Hành trình nâng cực đại của kim phun. 69 3.2. TÍNH TOÁN BƠM CHUYỂN NHIÊN LIỆU. 70 3.2.1.Tính lưu lượng của bơm chuyển nhiên liệu . 70 4.CHẨN ĐOÁN HƯ HỎNG VÀ SỮA CHỮA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU. 71 4.1. CHẨN ĐOÁN. 71 4.1.1 khói đen 71 4.2.HƯ HỎNG. 72 4.2.1. Hư hỏng ở hệ thống cung cấp. 72 4.2.2. Hư hỏng ở cụm bơm vòi phun 72 4.2.3.Bão dưỡng và sữa chữa thùng chứa nhiên liệu. 72 4.2.4 .Bảo dưỡng và sửa chữa bơm chuyển nhiên liệu. 73 4.2.5 . bảo dưỡng và sửa chữa cụm bơm vòi phun . 74 4.2.6. Sửa chữa cặp xi lanh và piston cụm bơm vòi phun. 74 4.2.7 .Sửa chữa đầu vòi phun cụm bơm vòi phun. 75 4.3.QUY TRÌNH KIỂM TRA. 76 4.3.1 Kiểm tra sự kín khít giữa piston và xylanh cụm bơm vòi phun. 76 4.3.2..Kiểm tra chất lượng phun của cụm bơm vòi phun . 76 4.4 .QUY TRÌNH LẮP RÁP. 78 4.4.1. Lắp cụm bơm vòi phun . 78 4.5. ĐIỀU CHỈNH CỤM BƠM VÒI PHUN . 79 4. 5.1. Điều chỉnh các cụm bơm vòi phun phun đồng đều. 79 5. KẾT LUẬN. 80