Câu hỏi: Tại sao nhiên liệu phun vào xilanh lại phải có áp suất cao? Show Trả lời: Nhiên liệu được phun vào xilanh ở áp suất cao là vì khi nhiên liệu cháy sẽ làm kích nổ, giảng nở không khí bên trong xilanh làm đẩy pittông. Ở một số động cơ lớn không dùng puri để đánh lửa mà động cơ sẽ nén khí kèm nhiên liệu ở áp suất cao gây ra kích nổ mà không cần có tia lửa nào. Cùng Top lời giải tìm hiểu kiến thức mở rộng về Động cơ điêzen vàHệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí trong động cơ điêzen nhé ! I. Động cơ điêzen1. Khái niệm Động cơ Dieselhay còn gọi làđộng cơ nén cháy(compression-ignition) hayđộng cơ CI, được đặt theo tên củaRudolf Diesel. Động cơ Diesel là một loạiđộng cơ đốt trong, trong đó việc đánh lửa nhiên liệu được gây ra bởi nhiệt độ cao của không khí trong xi lanh do nén cơ học (nén đoạn nhiệt). Điều này trái ngược với các động cơ đánh lửa nhưđộng cơ xănghayđộng cơ ga(sử dụng nhiên liệu khí) sử dụngbộ đánh lửađể đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu-không khí. 2. Nguyên lí hoạt động Động cơ diesel hoạt động bằng cách chỉ nén không khí. Điều này làm tăng nhiệt độ không khí bên trongxi lanhlên cao đến mức nhiên liệu diesel được phun vào buồng đốt tự bốc cháy. Với nhiên liệu được đưa vào không khí ngay trước khi đốt, sự phân tán của nhiên liệu không đồng đều; đây được gọi là hỗn hợp nhiên liệu-không khí không đồng nhất. Mô-men xoắn mà động cơ diesel tạo ra được điều khiển bằng cách điều khiểntỷ lệ nhiên liệu-không khí (λ); thay vì điều tiết khí nạp, động cơ diesel phụ thuộc vào việc thay đổi lượng nhiên liệu được phun và tỷ lệ nhiên liệu-không khí thường cao. Động cơ diesel cóhiệu suất nhiệtcao nhất (hiệu suất động cơ) của bất kỳ động cơđốt tronghoặcđốt ngoàithực tế nào dohệ số giãn nởrất cao và đốt cháynghèovốn có cho phép tản nhiệt bởi không khí dư thừa. Một sự mất mát hiệu suất nhỏ cũng được tránh so với động cơ xăng phun vô hướng hai thì vì nhiên liệu không cháy không có ở chụp xupap và do đó nhiên liệu không đi trực tiếp từ đầu vào ra ống xả. Động cơ diesel tốc độ thấp (như được sử dụng trong tàu và các ứng dụng khác trong đó trọng lượng tổng thể của động cơ tương đối không quan trọng) có thể đạt hiệu suất hiệu quả lên tới 55%. Động cơ diesel có thể được thiết kế theo chu kỳhai thìhoặcbốn thì. Chúng ban đầu được sử dụng như là một sự thay thế hiệu quả hơn so vớiđộng cơ hơi nướccố định. Từ những năm 1910, chúng đã được sử dụng trongtàu ngầmvà tàu thủy. Sau đó, nó còn được sử dụng trong đầu máy, xe tải,máy xây dựngvà nhà máy điện. Vào những năm 1930, chúng dần bắt đầu được sử dụng trong một vài chiếcô tô. Kể từ những năm 1970, việc sử dụng động cơ diesel trong các phương tiện trên đường vàxe địa hìnhlớn hơn ở Mỹ đã tăng lên. Theo Konrad Reif, trung bình ở EU, ô tô diesel chiếm một nửa số ô tô mới đăng ký. Các động cơ diesel lớn nhất thế giới được đưa vào sử dụng là động cơ diesel thủy phi cơ 14 xi-lanh, hai thì; chúng tạo ra công suất cực đại gần 100 MW mỗi cái. II. Hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí trong động cơ điêzen1. Nhiệm vụCung cấp nhiên liệu và không khí sạch vào xilanh phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ. 2. Cấu tạo và nguyên lý làm việca. Cấu tạo Sơ đồ khối hệ thống nhiên liệu động cơ điêzen Bầu lọc nhiên liệu:loại bỏ các tạp chất ra khỏi nhiên liệu như cặn bẩn, nước,… Bầu lọc thô có nhiệm vụ tách nước ra khỏi nhiên liệu và lọc các hạt thô (không quá 0,04 - 0,1 mm). Bầu lọc tinh có nhiệm vụ lọc sạch cặn bẩn có kích thước rất nhỏ lẫn trong nhiên liệu để đảm bảo chất lượng làm việc, độ bền của bơm cao áp và vòi phun. Bơm chuyển nhiên liệu có nhiệm vụ hút nhiên liệu từ thùng chứa qua bầu lọc thô và bầu lọc tinh để cung cấp cho bơm cao áp, đảm bảo một lưu lượng nhiên liệu cần thiết đủ để làm mát. Bơm chuyển thường đạt áp suất lớn khoảng (1,5-6)kg/cm2 để thấng mọi sức cản. Cấu tạo bơm chuyển nhiên liệu: Bơm cao áp có nhiêm vụ cung cấp nhiên liệu với áp suất cao, đúng thời điểm và lượng phù hợp với chế độ làm việc của động cơ tới vòi phun để phun vào xilanh của động cơ. Vòi phun có nhiệm vụ phun tơi nhiên liệu vào xilanh để quá trình hình thành hòa khí diễn ra hoàn hảo. Quá trình phun đều do áp suất nhiên liệu quyết định. Do vậy cả bơm cao áp và vòi phun đều phải có cấu tạo đặc biệt và có độ chính xác cao. 3. Nguyên lí làm việcKhi động cơ làm việc, ở kì nạp, không khí được hút qua bầu lọc khí nạp vào xilanh; ở kì nén chỉ có khí trong xilanh bị nén. Nhiên liệu từ thùng nhiên liệu được bơm hút lên, được lọc qua bầu lọc thô, bầu lọc tinh rồi vào bơm cao áp. Tại bơm cao áp nhiên liệu được nén đến áp suất cao. Cuối kì nén, bơm cao áp bơm một lượng nhiên liệu nhất định với áp suất cao vào vòi phun để phun vào xilanh của động cơ. Nhiên liệu hòa trộn với khí nén tạo thành hòa khí rồi tự bốc cháy.
Khoa Công nghệ Ô tôGiáo trình BD & SC hệ thống NL động cơ Dieselnhiên liệu bố trí cao hơn đáy thùng khoảng 3 cm. Đáy thùng chứa có chế tạo lõmđể lắng cặn bẩn và có nút xả cặn, trên nắp bình có gắn bộ cảm biến điện từ để đomức nhiên liệu trong thùng.Nếu thùng chứa đặt cao hơn động cơ thì phải bố trí van khoá để đóng mở, nếuđặt thấp hơn động cơ phải có van chặn bố trí nơi bầu lọc sơ cấp (lọc thô) ngăn khôngcho dầu về thùng chứa khi động cơ không làm việc.3.2.2 .Bầu lọc nhiên liệu3.2.2.1. Chức năng:Các bầu lọc trong động cơ điezel có khả năng lọc sạch các tạp chất cơ học vànước có lẫn trong nhiên liệu.Trong dầu điezel có lẫn các tạp chất cứng và nước mặc dù các chất rất nhỏnhưng vẫn có thể phá hỏng bơm cao áp và vòi phun.Nước lẫn trong nhiên liệu điezel làm cho nhiên liệu khó cháy được lúc phunvào buồng đốt, đồng thời dễ làm cho piston bơm dễ bị bó kẹt trong xilanh bơm gâynên gãy hỏng.Do đó các bầu lọc có chức năng đảm bảo lọc hoàn toàn nước và giữ 99-99,5%µsố tạp chất cơ học với kích thước lớn hơn 2-3 m có trong nhiên liệu trước khi cungcấp tới bơm cao áp.Để đảm bảo các yêu cầu trên trong hệ thống cung cấp trong động cơ điezelthường bố trí nối tiếp 2-3 bộ lọc với mức độ khác nhau tuỳ theo mức độ lọc tạp chất cơhọc người ta chia ra bộ lọc nhiên liệu làm 2 loại bộ lọc thô và bầu lọc tinh. Ngoài rabầu lọc còn được phân loại theo kết cấu của phần tử lọc trong bầu lọc tháo rời được vàkhông tháo được.3.2.2.2. Phân loại:a. Bầu lọc thô nhiên liệu:1.ốc xả cặn.2. Lõi lọc.3. Vỏ4. Lỗ nhiên liệu ra5. Nắp1. Ốc xả không khí2-Ống dầu vào3. Lõi lọc6. Ốc xả khí7. Lỗ dầu vàoHình 3.2. Bầu lọc thô nhiên liệuBầu lọc thô đặt giữa thùng nhiên liệu và bơm chuyển nhiên liệu, bầu lọc thô cókhả năng giữ lại các tạp chất cơ học kích thước từ 0,04-0,14 mm và một phần nước có12 Khoa Công nghệ Ô tôGiáo trình BD & SC hệ thống NL động cơ Dieseltrong nhiên liệu. Tuy nhiên mức lọc cụ thể cũng như khả năng cho phép lưu lượngnhiên liệu tối đa đi qua bầu lọc thô còn phụ thuộc vào loại phần tử lọc và kết cấu của nó.- Bộ phận quan trọng nhất của bầu lọc thô là: lõi lọc, lõi lọc có nhiều loại. Phổbiến được chế tạo bằng đồng lá có lỗ như lưới, dây đồng quấn sợi hoá học.+ Các phần tử lọc dạng tấm bao gồm, các tấm kim loại hoặc nhựa được xếpµthành nhiều lớp với khe hở giữa hai tấm liền nhau vào khoảng 5 - 14 m .+ Các phần tử lọc dạng dải băng hoặc sợi tổng hợp được quấn trên khungkim loại với khe hở cho phép nhiên liệu đi qua trong khoảng 4 – 10 µm.+ Các phần tử lọc làm bằng giấy có hình sao, nhiên liệu chảy theo chiềungang qua lưới lọc từ ngoài vào trong, các cặn bẩn sẽ được giữ lại ở bề mặt của lướihoặc rơi xuống đáy. Nhiên liệu đã được lọc sạch sẽ chảy qua các lỗ của ống vào bêntrong sau đó chảy tiếp lên trên.a) Lõi lọc cuộnb) Lõi lọc hình saoHình 3.3. Các loại lõi lọcb. Bầu lọc tinh:13 Khoa Công nghệ Ô tôGiáo trình BD & SC hệ thống NL động cơ DieselThường có xu hướng sử dụng hai phần tử lọc mắc nối tiếp hay nói cách khác làsử dụng hai cấp lọc:623481510971-Cửa vào; 2-Cửa ra;3-Bu lông xuyên tâm;4-Vít xả không khí;5-Gioăng làm kín;6-Giá bắt; 7-Bầu lọc;8-Lõi lọc; 9-Nắp bầu lọc;10- Vỏ lọc ống dẫn.Nhiên liệu chảy qua lưới lọc vàohộp thứ nhất (lọc thô) tiếp tục qua nắpcủa cả hai bầu lọc tới bầu lọc tinh. Ở lõibằng nỉ hình ống thì lọc thô là một ốngnỉ với vỏ kim loại dạng lưới.Hình 3.4. Bầu lọc tinh hai cấp3.2.3. Đường ống nhiên liệuỐng dẫn nhiên liệu thường làm bằng ống kim loại chịu áp lực cao. Đầu ốngđược có dạng hình chỏm cầu để đảm bảo độ kín. Các ống được bắt với các bộ phậnkhác nhờ các đầu ống ren- Các đường ống cao áp phải có chiều dài bằng nhau để sức cản trên đường ốnglà như nhau14 Khoa Công nghệ Ô tôGiáo trình BD & SC hệ thống NL động cơ Diesel3.3 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng và phương pháp kiểm tra sửa chữa3.3.1.Thùng nhiên liệu3.3.1.1. Hư hỏng:- Tắc lỗ thông trên nút của thùng. Lỗ thông ở nút thùng dùng để giử cho áp suấttrong thùng luôn luôn không đổi, bằng áp suất khí quyển và không phụ thuộc vào sốlượng nhiên liệu chứa trong thùng.- Thùng nhiên liệu bị tắc. Thùng nhiên liệu bị tắc là do chăm sóc không tốt.- Thùng nhiên liệu bị rò. Chảy dầu.- Thùng nhiên liệu bị bẹp, méo.3.3.1.2. Sửa chữa và khắc phục:- Tắc lỗ thông trên nút của thùng . Khử bỏ khuyết tật ấy rất đơn giản. Chỉ cầnlàm sạch lỗ thông ở nút thùng .- Thùng nhiên liệu bị tắc. Cần phải luôn luôn theo dõi lưới lọc của họng đổ dầu,lắp có đúng không và có sạch không , phải siết chặt bulông bắt thùng chứa lên khungxe, xả các cặn bẩn. Khi đổ dầu vào bình phải kiểm tra xem lưới lọc của thùng có tốtkhông , có sạch không, các van của nút thùng có tốt không.- Thùng nhiên liệu bị rò. Kiểm tra và làm sạch chỗ rò rồi hàn lại, trước khi hànphải làm sạch hết nhiên liệu trong thùng chứa mới được phép hàn.- Xả sạch những cặn bẩn, nhựa bẩn trong thùng. Ít nhất mổi năm phải tháo vàrửa thùng 2 lầnNếu trong cặn dầu có rỉ sắt, điều đó chứng tỏ lớp sơn phủ bên trong của thùngchứa bị hỏng. Trong trường hợp này khi đã rửa sạch phải đổ vào thùng chứa 10-15 lítdầu nhờn dùng cho động cơ, đã khử hết nước và được đun nóng tới 105 0C. Sau đó nhẹnhàng lắc thùng chứa để cho toàn bộ mặt trong của thùng chứa đều được phủ một lớpdầu mỏng. Phải tháo hết số dầu còn lại khỏi thùng.3.3.2.Bầu lọc dầu3.3.2.1. Hư hỏng, nguyên nhân, tác hại:TT1Hư hỏngNguyên nhânTác hại- Các phần tử lọc - Do làm việc lâu ngày. - Nhiên liệu không được lọcbị rách, mủn.- Rách trong quá trình sạch làm hỏng các chi tiết nhưtháo lắp, bảo dưỡng.cặp piston xi lanh bơm cao áp,15 Khoa Công nghệ Ô tô2Giáo trình BD & SC hệ thống NL động cơ Dieseltắc vòi phun…- Các phần tử lọc - Do họat động lâu - Nhiên liệu cung cấp cho bơmbị tắc.ngày.cao áp thiếu, làm động cơ chạy- Nhiên liệu có nhiều rung dật, tăng tốc không tốt.cặn bẩn- Bầu lọc bị lẫn - Nhiên liệu có lẫn nướcnhiều nước3456- Làm rỉ các chi tiết gây kẹt,mòn các chi tiết trong hệ thống.- Công suất động cơ giảm, tăngtốc kém hoặc động cơ khônglàm việc được.- Bầu lọc bị nứt - Bị va đập, rơi trong - Do rỉ làm tổn hao nhiên liệuvỡquá trình tháo lắp- Không khí và nước lọt vào hệthống làm động cơ không họatđộng được.-Các đệm bị rách - Sử dụng lâu ngày.- Bầu lọc không kín gây dò rỉ- Tháo lắp không đúng dầu, lọt khí vào hệ thống.kỹ thuật- Các lỗ ren trờn - Tháo lắp không đúng - Bầu lọc không được bắt chặthỏng.kỹ thuậtvào động cơ3.3.2.2. Kiểm tra và sửa chữaa. Kiểm tra và bảo dưỡng bầu lọc:- Phải kiểm tra bầu lọc thô sau mỗi 5.000km xe chạy. Nếu hỏng thì thay thế,không thì phải súc rửa cặn bẩn.- Đối với bầu lọc nhiêu liệu tinh, nên tháo nút xả bên dưới bầu lọc (Hình 3.5) đểxả nước và cặn bẩn, sau mỗi 8.000km xe chạy. Khi xả, nên lới lỏng nút xả khí bên trênbầu lọc cho cặn rơ chảy ra hết.- Trong quá trình động cơ hoạt độngthường xuyên kiểm tra xem bầu lọc có bị nứtvở , dò chảy nhiên liệu không.- Khi tháo lắp sửa chữa+ Kiểm tra xem lõi lọc có bị ráchmủn , tắc bẩn không.+ Các gioăng đệm có bị rách ,chai cứng không.16 |
