Luận Văn Phân tích cơ sở lý thuyết và kết cấu hệ thống phun nhiên liệu điện tử của động cơ diesel

Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Phân tích cơ sở lý thuyết và kết cấu hệ thống phun nhiên liệu điện tử của động cơ diesel


MỤCLỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 1:TỔNG QUANHỆ THỐNG NHIÊN LIỆUCỦA ĐỘNGCƠ DIESEL
3
1.1. Chứcnăng và yêucầucủahệ thống nhi ên li ệu 3
1.1.1. Chứcnăng 3
1.1.2. Yêucầu 3
1.2. Phân loại cáchệ thống nhi ên liệu độngcơ diesel 4
1.2.1.Sơ đồ và nguy êntắc làm việccủa độngcơ 4
1.2.2. Phân lo ại cáchệ thống nhiên liệu độngcơ diesel 5
3.1. Cácbộ phậnc ủahệ thống nhiên liệu 13
1.3.1. Nhiên liệu 13
1.3.2. Thùng chứa nhiên liệu 13
1.3.3.Lọc nhiên liệu 13
1.3.4.Bơm tiếpvận 16
1.3.5.Bơm cao áp 18
1.3.6. Vòi phun 23
1.3.7.Bộ điềutốc 27
PDF created with pdfFactory Protrial version www.pdffactory.com
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH NHỮNG YÊUCẦU ĐỐIVỚI QUÁ TRÌNH PHUN
NHIÊN LIỆU 28
2.1. Phân tích những yêucầu đồivới nhiệmvụhệ thống nhiên liệu 28
2.1.1. Ấn địnhlượng nhiên liệu 28
2.1.2. Thời điểm phun nhiên liệu 31
2.1.3. Phun nhiên liệu vàtạohổnhợp cháy 36
2.2. Cácyếutố ảnhhưởng đến quá trình phun nhiên liệu 41
2.2.1. Ảnhhưởng đến các thôngsố phun 41
2.2.2. Ảnhhưởngcủakếtcấulỗ phun 42
2.2.3. Ảnhhưởngcủa tính chất lý hóacủa nhiên liệu 42
2.2.4. Ảnhhưởngcủa khí nén trong xilanh 42
CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂMCẤUTẠO VÀ NHUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNGCỦAHỆ
THỐNG PHUN NHIÊN LIỆU ĐIỆNTỬ. 44
3.1.Hệ thống phun nhiên liệucổ điển 44
3.1.1. Nguy ên lý hoạt độngcủahệ thống phun nhiên liệucổ điển 44
3.1.2.Bơm cao áp 45
3.1.3. Vòi phun nhiên liệu 50
3.1.4. Ưu nhược điểm củahệ thống phun nhiên liệuBoschcổ điển 50
3.2.Hệ thống phun nhiên liệu điệntử 51
3.2.1.Sơ đồ nguy ên lýcủahệ thống phun nhiên liệu điệntử 52
3.2.2. Cácbộ phận điều khiển vàcảm biến 52
3.2.3.Bộ phận chấp hành 59
3.2.4. Cáchệ thống phun nhiên liệu điệntử điển hình 63
K ết lu ận 86
T ài li ệu tham kh ảo 87
PDF created with pdfFactory Protrial version www.pdffactory.com
CHƯƠNG1
TỔNG QUANHỆ THỐNG NHIÊN LIỆUCỦA ĐỘNGCƠ DIESEL
1.1. CHỨCNĂNG VÀ YÊUCẦU ĐỐIVỚIHỆ THỐNG PHUN NHIÊN LIỆU
Ta biết độngcơ đốt trong là lo ại độngcơ nhiệt. Trong đó nhiên liệu được đốt cháy
trực tiếp trong không gian công táccủa độngcơ. Nhiệtnăng sinh ra do đốt cháy nhiên
liệu được chuyển hoàn toàn thành công có ích (cơnăng). Nhiên liệu dùng cho độngcơ
đốt trong là các loại nhiên liệu th ể khí và thểlỏng, chúng có khảnăng hòa trộntốtvới
không khí, pháthỏa và sinh ramộtlượng nhiệtlớn.
Độngcơ diesel là độngcơ đốt trong có quá trình hình thànhhổnhợp cháy diễn ra
ở bên trong buồng đốt độngcơ và nhiên liệusửdụng chủy ếu làdầucặn (gasoil), do đó
đòihỏihệ thống phun nhiên liệu độngcơ phảibảo đảmtốt việc cungcấp nhiên liệu vào
không gian công tác và có khảnăng điều chỉnhtốc độ, tảicủa độngcơ. Dovậy màhệ
thống nhiên liệucần phải đáp ứngtốt các y êucầu và chứcnăng sau.
1.1.1. CHỨCNĂNG
Hệ thống phun nhiên liệu (HTPNL) độngcơ diesel có chứcnăngdự trữ và cung
cấp nhiên liệu cho độngcơ làm việc trongmột th ời gian nhất định mà khôngcần phải
cungcấp thêm nhiên liệu. đồng th ời nólọcsạch nhiên liệu không cholẫnnước vàtạp
chất vào trong quá trình làm việccủa độngcơ. Giúp cho nhiên liệu có thể chuy ển động
thông thoáng tronghệ th ống.
1.1.2.YÊUCẦU CỦAHỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNGCƠDIESEL
Vềmặtcấutạo
- Thùng chứa nhiên liệudự trữ, đảmbảo cho độngcơ hoạt động trong thời gian
qui định mà khôngcần phải cungcấp thêm nhiên liệu.
- Táchnước vàlọc chosạch cáctạp chấtcơhọclẫnlộn tr ong nhiên liệu.
PDF created with pdfFactory Protrial version www.pdffactory.com
- Hoạt động lâubền và độ chính xác cao.
-Dễ chếtạo, giá thànhrẽ.
- Thuận tiện cho việcsửa chữa vàbảodưỡng.
Vềmặt chấtlượng quá trình phun nhiên liệu
-Lượng nhiên liệu cungcấp chomỗi chu trình phải phuhợpvới chế độ làm việc
của độngcơ và phân phối đều cho các xy lanh(đốivới độngcơ nhiều xy lanh).
- Nhiên liệu phun vào độngcơ phải đúng thời điểm và đúng qu y luậtmong muốn.
- Nhiên liệu phun vào độngcơ phải có áp suấtlớn vàcấu trúc tia phun nhỏ, có khả
năng xuy ên sâutốt.
1 . 2HỆ THỐNG NHIÊN LIỆUCỦA ĐỘNGCƠ DIESEL VÀ CÁCBỘ PHẬN
1.2.1.SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊNTẮC LÀM VIỆC CỦA ĐỘNGCƠ
1.2.1.1. SƠ ĐỒ
1.2.1.2. NGUYÊN TẮC LÀM VIỆC
H. 1-1.Hệ thống phun
nhiên liệu độngcơ diesel
1- Bì n hl ọc k h ôn g k h í , 2- Ốn g
dẫ n nh i ê n li ệ u r ò, 3- V òi
phu n, 4- Đ ườ ng c a o áp , 5-Bì n hl ọc t hô , 6 - Bì n hl ọc ti nh ,
7- Cảm bi ế nmức nh i ê n li ệ u,
8- Đai gi ữ, 9- t h ùn g nh i ê n
li ệ u , 1 0- V an , 1 1- Nú t x ả , 1 2-Bơm c huy ể n n hi ê n li ệ u, 1 3-Đườ ng dẫ n, 14- B ơm c a o á p.
PDF created with pdfFactory Protrial version www.pdffactory.com
Bơm chuyểnvận (12) hút nhiên liệutừ bình chứa (9) đi qua bìnhlọc thô (5) vào
bơm chuy ểnvận nhiên liệurồi đượcbơm qua bìnhlọc tinh (6) ở đây nhiên liệu đượclọc
sạch hoàn toànrồi được chuyển vàobơm cao áp (14).Bơm cao áp có nhiệmvụtạo nên
áp suấtlớn cho dòng nhiên liệurồi sau đó nósẽtốnglượng nhiên liệu cao áp này đi vào
đường cao áp (4) đưatới vòi phun (3) ở đây nhiên liệu đượctăng ápmộtlầnnữa để nó
nâng áp suất lên cao có th ể th ắnglực lò xocủa kim phun, đưa nhiên liệu vào buồng cháy
độngcơ. Nhiên liệudư thừa trongbơm cao áp đi qua van tràn theo đườngdẫn (13) đi vào
cửa hútcủabơm chuyểnvận.Một phần nhiên liệu ròrỉ trong vòi phun (khoảng 0.02%
nhiên liệu phun vào xylanh) đi theo đường (2) trởvề thùng chứa. Không khítừ ngoài qua
bìnhlọc khí (1) vào ốngnạp,rồi qua xupapnạp đi vào độngcơ. Trong quá trình nén các
xupap hút và xupapxả đều đóng kín, khi piston đi lên không khí trong xy lanhbị nén.
Piston càngtới xát điểm chết trên, không khí bên trên pistonbị chèn chui vào phần khoét
lõm ở đỉnh piston.Tạo ra ở đây dòng xoáy lốchướng kính ngày càngmạnh. Cuối qua
trình nén, nhiên liệu được phun vào dòng xoáylốc này , được xé nhỏ,xấy nóng, bay hơi
và hòa trộn đềuvới không khítạo thànhhổnhợp hòa khí trong buồng đốtrồitựbốc cháy .
1.2.2. PHÂN LOẠICÁCHỆ THỐNGNHIÊN LIỆU ĐỘNGCƠ DIESEL
Trênhệ thống nhiên liệu thìbơm cao áp (BCA) làbộ phận quan trọng nhất, nó
đựợc coi như là trái timcủa độngcơ diesel. Vìvậy khi phân lo ại người ta thườngcăncứ
vào đặc điểm BCA, vòi phun (VP), cách thứcbố trí và hình thức phun nhiên liệu
Bảng 1-1. Phân loạitổng quáthệ thống phun nhiên liệucủa độngcơ diesel
Tiêu chí phân loại Phân loại
Phương phá phun nhiên liệu
vào xy lanh độngcơ
1.Hệ thống phun nhiên liệubằng không
khí nén
2. Hệ thống phun nhiên liệubằng thủy lực
Phương pháptạo và du y trì áp
lực phun
1. Hệ thống phun trực tiếp
2. Hệ thống phun gián tiếp
PDF created with pdfFactory Protrial version www.pdffactory.com
Phương pháp địnhlượng nhiên
liệu
1. Điều chỉnhbằng camdọc
2. Điều chỉnhbằng khâu phânlượng
3. Điều chỉnhbằng cách tiếclưu
4. Điều chỉnhbằngrảnh chéo trên piston
Cách thứctổhợp các thànhtố
củahệ thống phun
1. Hệ thống phuncổ điển
2. Hệ thống phunvới BAC-VP liênhợp
3. Hệ thống phunvới BAC phân phối
4. Hệ thống phun điêntử
Loại vòi phun 1. Vòi phunhở
2. Vòi phun kínmộtlỗ, nhiềulỗ
1 . 2. 2. 1. PHÂN LOẠI THEO PHƯƠNG PHÁP PHUN NHIÊN LIỆU VÀO
XYLANH ĐỘNGCƠ
1)Hệ thống phun nhiên liệubằng không khí nén
Ở thờikỳ đầucủa độngcơ diesel người ta đã dùng không khí nén đểtạohổnhợp
cháy , nó đượcsửdụng trong các độngcơ máy néndưới áp suất (50¸70) kg/cm
3
đưa nhiên
liệu đến vòi phun vào xylanh độngcơ, áp suất nén nhiên liệu phảilớnhơn áp suất trong
buồng đốt độngcơ khoảng (5¸10) kg/cm
3
. Khi vào xy lanhmáy nénsẽdẫn ra và gây nên
sự xáo trộn giữa không khí và nhiên liệu, quá trình này ảnhhưởnglớn đến quá trình cháy
và sinh công.Sự chênhlệch giữa áplực khí nén và áplực trong xylanh tùy thuộc vào
công suấtcủa độngcơ mà có thể lêntới 35kg.Sự chênhlệch ấy có ảnhhưởnglớn đếnsự
phân tán nhiên liệu và phương pháp này không y êucầu phải có các chi tiết siêu chính xác
màvẫn cho chấtlượng phun nhiên liệu khátốt. Tuy nhiên độngcơ phải lai máy nén
nhiềucấp,vừacồngkềnh.Vừa tiêu thụmột phần đángkể công suấtcủa độngcơ (công
suất domáy nén tiêu thubằng khoảng 6-8% công suất độngcơ). Ngoài ra việc điều chỉnh