Luận Văn Xây dựng mô hình bơm cao áp kiểu phân phối (loại DPA của hãng CAV) trong hệ thống nhiên liệu động cơ

Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Xây dựng mô hình bơm cao áp kiểu phân phối (loại DPA của hãng CAV) trong hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel dùng trong học tập


Lời nói đầu
Thế giới ngày nay là thế giớicủa công nghệ, khoahọc,kỹ thuật Điều đó
đòihỏimỗi chúng ta phải rasứchọctập, traudồi kiến thức, đúckết những kinh
nghiệmhọchỏi để có thểhội nhậpsự phát triểncủa thời đại.
Để thực hiện được điều này các trường đạihọc,dạy nghềcần phải nâng cao
chấtlượngdạy vàhọc để những sinh viên có thểlĩnhhội những kiến th ứchọctập
vững vàng đi vào cuộcsống.
Trước y êucầu thựctế đó nhà trường giao cho em đề tài:“Xâydựng mô
hìnhbơm cao áp kiểu phân phối (loại DPAcủa hãng CAV) tronghệ thống
nhiên liệu độngcơ Diesel dùng tronghọctập”. Đề tàigồm nhữngnội dung chính
sau.
ÚHệ thống nhiên liệu độngcơDiesel.
ÚNguyên lý hoạt động và đặc điểmcấutạocủahệ thống nhiên liệu độngcơ
Dieselsửdụngbơm cao áp kiểu phân phối loại CAV – DPA.
Ú Thiếtkếbố trí xa bàn mô hìnhbơm cao áp kiểu phân phối loại CAV –
DPA.
ÚNhận xét và thảo luận.


Chương1
HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNGCƠ DIESEL
1.1. Chứcnăng và yêucầu đốivớihệ thống nhiên liệu.
1.1.1. Chứcnăng địnhlượng.
Cungcấp nhữnglượng nhiên liệu chính xác phùhợpvới chế độ làm việccủa
độngcơ, cungcấp nhiên liệu đồng đều cho các xylanhcủa độngcơ nhiều xy lanh.
Hỗnhợp cháy được cungcấp vào xy lanh phảitương ứngvớitải trọngcủa
độngcơ ởmột chế độbấtkỳ cho trước.Lượng cungcấp nhiên liệu chu trình (g
ct
) là
một trong các thôngsố đặc trưng cho chế độbơm cao áp được biểu diễnbằng công
thức sau :
nl
e
ct
i n
Z g Ne
g
r . 60
. 1000
=
(1)
Trong đó :
g
ct
:tổngsố nhiên liệu được phun vào buồng đốt trong thời gianmột
chu trình (mm
3
/ct)
Ne
: công suất có íchcủa đôngcơ, KW
g
e : suất tiêu hao nhiên liệu riêng có ích (g/KW.h)
z : hệsố phụ thuộc vàosố chukỳ của độngcơ
z = 1 đốivới độngcơ haikỳ
z = 2 đốivới độngcơbốnkỳ
n : tốc độ quay của độngcơ (vg/ph)
i : số xy lanhcủa độngcơ
ρnl : khốilượng riêngcủa nhiên liệu (kg/m
3
)
Theo công thức (1) ta th ấy rằnglượng nhiên liệug
ct
cần phun vàomỗi xy lanh
trong thời gianmột chu trình công tác phải được điều chỉnh phùhợpvới chế độ làm
việccủa độngcơ,tức là phải phùhợpvới công suấtmà độngcơ phải phát raNe
và
tốc độ quay ntương ứngvới công suất đó.
Sự phụ thuộc này gọi là đặc tính cungcấp nhiên liệu, được xác địnhbởi đặc
tínhkếtcấu và trạng tháikỹ thuậtcủa thiếtbị nhiên liệu. Đó là đặc tính bên trong
PDF created with pdfFactory Protrial version www.pdffactory.com
LUẬNVĂN TỐT NGHIỆP
SVTH: LêRực Anh Lớp: 43DLTT-SG
4
củabơm cao áp làm ảnhhưởng đếng
ct
mà không có tácdụng củacơcấu điều khiển,
đó chính là tính chấttự nhiêncủa độngcơ.
Hiệu suấtnạpcủabơm cao áp được định nghĩa như sau:
Fn sb s
vb
V
g
g
g
r
h
.
1 1
= =
(2)
Trong đó :
ηvb
: Hiệu suấtnạp nhiên liệucủabơm cao áp
g
1
:Lượng nhiên liệu thựctế đượcnạp vào khoangbơmcủabơm cao áp
trongmột chu trình công tác
g
s : Lượng nhiên liệu chứa đầy không gian công táccủa xy lanhbơm cao
áp ở điều kiện áp suất trong khoangnạp
ρFn
: Mật độcủa nhiên liệu trong khoangnạp
Vsb
: Dung tích công táccủa xy lanhbơm cao áp
Trịsốcủa hiệu suấtnạp có ảnhhưởng đến thời điểmbắt đầu phun vàlượng
cấp nhiên liệu chu trình thựctế ứngvớimộtvị trícủacơcấu điều khiển. Hiệu suất
nạp chịu ảnhhưởngcủarất nhiềuyếutố như:sứccản thuỷ động, thể tích khoang
nạp, áp suất và biến động áp suất trong khoangnạp . Độ ổn địnhcủa ảnhhưởng
đến chấtlượng địnhlượng và định thờicủahệ thống phun nhiên liệu.
Bêncạnhsứccản thuỷ động,sự suất hiện các xung áp suất trong khoangnạp
tại thời điểmkết thúc quá trình phun hìnhhọc (thời điểm rãnh chéo trên pistonbắt
đầu thôngvới khoangnạp) là hiệntượng có ảnhhưởngrấtlớn đến trịsố vàsự biến
độngcủa hiệu suấtnạp đặc biệt là ởbơm cao áp PE có chungmột khoangnạp.Với
sự chênhlệch áp suấtrấtlớn giữa khoangbơm và khoangnạptại thời điểmbắt đầu,
các xung áp suất được hình thànhtại khuvựcgầnlỗcủatừng xy lanhsẽ ảnhhưởng
đến quá trìnhnạp nhiên liệu và khoangbơmcủa chính xy lanh khác có chungmột
khoangnạp.Sự biến độngmột cách không kiểm soát đượccủa hiệu suấtnạpsẽ làm
cho th ời điểm phun vàlượng phun nhiên liệu thựctế không hoàn toàn như nhau cho
các chu trình công tác khác nhau ởmột xy lanhcủa độngcơ và cho các xylanh khác
PDF created with pdfFactory Protrial version www.pdffactory.com
LUẬNVĂN TỐT NGHIỆP
SVTH: LêRực Anh Lớp: 43DLTT-SG
5
nhau. Trong thựctế các nhà thiếtkế đã ápdụng các biện phápdưới đây nhằmhạn
chếsự biến động hiệu suấtnạpcủabơm cao áp:
-Tăng dung tíchcủa khoangnạp trongbơm cao áp.
- Dùng các đường ống thấp có đường kính đủlớn khoảng 8 ư10 (mm).
-Sửdụngbơm thấp áp cónăng suấtbơmlớnhơn nhiềulầnmức tiêu thụ
nhiên liệu thựctế (thông thườngtừ 6 ư10lần) đểtạo ra dònglưu thôngmột chiều
của nhiên liệu tronghệ thống cungcấp.
- Trangbịbộ giảm xung áp suấtnạp.
Ta biếtbơm kiểu piston xylanh ngăn kéo (Bosch) là loạibơm cao áp được
dùngrộng rãi nhất trong các độngcơ Diesel hiện nay . Trong các chế độ làm việc
củabơm Bosch thì hiệntượng tiếtlưu, tính chất chịu néncủa nhiên liệu và tính đàn
hồicủa các chi tiết tronghệ thống phun nhiên liệu đã ảnhhưởng chủy ếutớig
ct
.
Hiệntượng tiếtlưu trong giai đoạn đầu và giai đoạn cuốicủa quá trình cung
cấp nhiên liệu, khimép trêncủa pistonxắp đóng kín vàmépdướicủa pistonmởlỗ
thông trên xy lanh.
Tiếtlưu trong giai đoạnbắt đầu cungcấp nhiên liệusẽ làm cho nhiên liệu
bên trên piston đạttới áp suất đủmứcmở van cao ápsớmhơn sovớivị trí hìnhhọc
của piston. Còn tiếtlưu trong giai đoạnkết thúc quá trình cungcấp nhiên liệusẽ
làm cho không gian phía trên pistonvẫn còn giữ áp suất cao, đủsức cungcấp cho
vòi phunmột đoạnnữa sau khivị trí hìnhhọccủa piston đãtới điểmkết thúc cung
cấp nhiên liệu. Vìvậy hiệntượng tiếtlưu nhiên liệu làm chog
cttăng, chấtlượng
phun kém (phunr ớt).
Ảnhhưởngcủa nómạnh lên theo chiềutăngcủatốc độ quay vàcũng có tính
chất không ổn định như trườnghợp hiệu suấtnạpbơm cao áp kiểu BOSCH hiện
thường được trangbị van triệthồi giảm áp vàcơcấu đểhạn chế ảnhhưởngcủa hiện
tượng tiếtlưu trình bày ở trên.
Tính chịu néncủa nhiên liệu và tính đànhồicủa chi tiết tronghệ thống phun
nhiên liệu (xy lanh, đường ống cao áp, ) cùngvớisự ròrỉ nhiên liệu trong cáccặp
lắp ghép chính xácbơm cao áp và vòi phun là nguy ên nhân làm giảmlượng cung
PDF created with pdfFactory Protrial version www.pdffactory.com
LUẬNVĂN TỐT NGHIỆP
SVTH: LêRực Anh Lớp: 43DLTT-SG
6
cấp nhiên liệug
ct đặc biệt là khi độ mòncủacặp piston xy lanh, van vàbệ vansẽ làm
số vòng quay thấp vàlượng cungcấp nhiên liệu bé.
Các nhântố ảnhhưởng đồng thời và đặc tính cungcấp nhiên liệu được xác
địnhbởitổng ảnhhưởng các giá trịcủa chúng.Mức độ ảnhhưởngcủatừng nhântố
ấytớig
ct
còn tu ỳ thuộc vào chế độ làm việc, thể tích nén,mức độlớn nhỏcủa áp
suất, đặc điểmvềcấutạocủahệ thống phun nhiên liệu vàcơcấudẫn độngbơm cao
áp.
Đốivới các độngcơ nhiều xy lanhlượng nhiên liệu chu trình được phun vào
các x y lanh phảibằng nhau nhằmhạn chế những táchại đã nêu.Sự khác nhau giữa
lượng nhiên liệu chu trình cungcấp cho các xy lanhcủa cùngmột độngcơ được
đánh giá thông qua“độcấp liệu không đều ”:
100 2
min max
min max
´
+
-=
- -- -ct ct
ct ct
nl
g g
g g
d
(3)
Độcấp liệu không đều làmột trong những nguy ên nhân làm giảm công suất
và tuổi thọcủa độngcơ,tăng suất tiêu hao nhiên liệu và gâymộtsố biểu hiệnxấu
khác ở độngcơ. Trong thựctếsửdụng không th ể điều chỉnhhệ thống phun nhiên
liệu để có thể đạt được δ
nl
= 0 mà địnhkỳ người ta điều chỉnh để những giá trị độ
lệch này nằm trong giớihạn cho phép.
1.1.2. Chứcnăng định thời.
Phun nhiên liệu vào buồng đốt đúng th ời điểm, theo quy luật phùhợpvới đặc
điểm tổchức quá trình cháy .
Thời điểmtạohỗnhợp cháy do thời điểm phun nhiên liệu quy ết định.Nếu
tạohỗnhợp cháy đúng lúc thíchhợp thì quá trình cháy sẽ diễn ra vàkết thúc đúng
lúcvới các giá trị áp suất cháy cực đại (p
z
), tốc độtăng áp suất trung bình (w
tb
)vừa
phải.
Thôngsố để đánh giá thời điểmtạohỗnhợp cháy là góc phunsớm(φ
fs
).
Trong quá trìnhsửdụng độngcơ, góc phunsớmbị thay đổi do những ngu y ên nhân
chủy ếu sau :
- Các chi tiết truyền độngbị haomòn (các khớpnối trục đốivớibơm, các