Bơm vòi phun kết hợp là thiết bị không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực ô tô và máy móc công nghiệp. Với khả năng phun nhiên liệu hiệu quả, bơm vòi phun kết hợp giúp cải thiện hiệu suất động cơ, giảm thiểu tiêu thụ nhiên liệu và giảm khí thải. Để hiểu rõ hơn về bơm vòi phun kết hợp, chúng ta sẽ tìm hiểu về đặc điểm cấu tạo của bơm vòi phun kết hợp.
Tổng quan về bơm vòi phun kết hợp
– Bơm vòi phun kết hợp được sử dụng trên các loại động cơ Điêzen như ЯАЗ – 204, ЯАЗ – 206… Nó có tác dụng tạo ra áp suất cao của hệ thống nhiên liệu và phun tơi từng lượng nhiên liệu xác định, ở những thời điểm xác định vào xi lanh động cơ.
– Bơm vòi phun kết hợp được lắp thành cụm gọn nhẹ trên nắp máy cho từng xi lanh và được dẫn động từ trục khuỷu thông qua cơ cấu dẫn động từ trục cam, con đội, đũa đẩy, cò mổ.
– Bơm vòi phun kết hợp có nhiều loại như AP-20АЗ, AP -21АЗ, AP -23АЗ, nhưng chúng đều có cấu tạo tương tự nhau, chỉ khác nhau ở vị trí mép vát trên Pít tông và số lỗ phun ở đầu vòi phun.
Sau đây ta nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý làm việc của loại Bơm vòi phun AP -20АЗ được sử dụng trên động cơ ЯАЗ – 204.
Bơm vòi phun kết hợp
Đặc điểm cấu tạo
Cấu tạo bơm vòi phun kết hợp
– Con đội (1) dùng để nhận truyền động từ trục cam của cơ cấu phối khí thông qua con đội, đũa đẩy, cò mổ truyền đến pítton của Bơm vòi phun. Trên con đội (1) có rãnh để ăn khớp với chốt hãm (20) Nhằm chống xoay và hạn chế hành trình của pitston.
– Đầu nối dẫn nhiên liệu (2) gồm có đầu nối dẫn nhiên liệu vào và đầu nối dẫn nhiên liệu hồi.
– Lò xo (3) gồm có 2 lò xo. có tác dụng ép chặt khối lọc (4) vào thân bơm.
– Khối lọc nhiên liệu (4) có nhiệm vụ lọc sạch các tạp chất có kích thước > 0,15 mm. Khối lọc được lắp ở đầu vào và đầu ra của đường nhiên liệu vào bơm. Khối lọc gồm những viên bi bằng đồng thau có đường kính từ 0,28¸ 0,40 mm hàn điểm với nhau.
– Thanh răng nhiên liệu (5) ăn khớp với cơ cấu dẫn động từ tay ga, có tác dụng thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp vào xi lanh động cơ khi tay ga thay đổi.
– Cặp pitston (6) và xilanh (7) là cặp chi tiết được chế tạo chính xác nhằm tạo ra áp suất nhiên liệu từ 30 ÷ 50 at.
Đuôi pítton có rãnh để ăn khớp với con đội, trên thân pítton có mặt vát để ăn khớp với vành răng (18), Đầu pítton có rãnh vát và có khoan 2 lỗ doc, ngang để dẫn nhiên liệu.
Xilanh (7) mặt trong được chế tạo chính xác để ăn khớp với pítton (6), trên thân xilanh có bố trí 2 cửa (a) và (b) lệch nhau nhằm để nạp và thoát nhiên liệu (đưa nhiên liệu vào trong khoang xilanh và hồi về thùng chứa). Đồng thời có lỗ dẫn nhiên liệu hồi và có chốt hãm định vị với thân bơm để chống xoay cho xilanh.
– Đầu vòi phun (8) có 6 lỗ phun đối với loại AP- 20 АЗ (có 7 lỗ phun đối với loại AP- 21 АЗ) Đường kính mỗi lỗ phun là d = 0,15mm.
– Đế tựa (9) có xẻ rãnh ở đáy để thoát nhiên liệu. Đế tựa có tác dụng định vị cho lò xo (10).
– Lò xo (10) có nhiệm vụ đóng mở van tăng áp (11) Khi áp suất nhiên liệu trong xilanh > 30 at.
– Đế van 1 chiều (12:Thớt dưới) có khoan lỗ dẫn nhiên liệu và lỗ khuyết để chứa van 1 chiều (13), Đế van 1 chiều (14: Thớt trên) có khoan lỗ dẫn nhiên liệu thông với khoang xilanh. Cụm van 1 chiều này có tác dụng cho nhiên liệu đi qua ở hành trình phun và ngăn dòng khí cháy từ buồng đốt vào khoang xilanh của bơm.
– Chụp bảo vệ (15) được chế tạo bằng thép đặc biệt nhằm bảo vệ cho Ốc nối (16) không bị sói mòn.
– Ốc nối (16) là chi tiết đùng đế liên kết các chi tiết ở đầu vòi phun với thân bơm (19).
– Cữ chặn (17) dùng để chặn chuyển động dọc trục của vành răng (18) và xilanh (7).
– Vành răng (18) mặt ngoài có các răng để ăn khớp với thanh răng (5), mặt trong có mặt vát để ăn khớp với mặt vát trên pítton (6). Mặt dưới của vành răng có dấu để đánh dấu vị trí ăn khớp với thanh răng.
– Thân bơm (19) là chi tiết để lắp ráp các chi tiết khác. Trên thân có khoan các lỗ dẫn dầu vào và hồi.
– Chốt hẫm (20) dùng để chống xoay cho con đội (1) và hãm lò xo (21) không bị bật ra khi làm việc.
– Lò xo (21) có nhiệm vụ đẩy con đội (1) và pítton (6) lên vị trí trên cùng khi cò mổ không tác động.
Nguyên lý làm việc
– Khi động cơ chưa làm việc ta dùng bơm tay bơm nhiên liệu điền đầy vào hệ thống, nhiên liệu thừa sẽ theo đường hồi trở về thùng chứa, đồng thời đẩy hết bọt khí trong hệ thống ra ngoài.
– Khi động cơ làm việc, bơm thấp áp đưa nhiên liệu vào đầu nối (2) qua khối lọc (4) vào chứa đầy không gian giữa xilanh (7) với ốc nối (16) và không gian phía trên đỉnh pitston. Nhiên liệu thừa sẽ qua khối lọc thứ 2 và theo đường ống trở về thùng chứa.
Việc cho nhiên liệu lưu thông liên tục trong bơm vòi phun nhằm làm nguội cho cặp pitston – xilanh và đẩy hết bọt khí ra ngoài.
+ Khi cò mổ tác động vào con đội (1), pitton sẽ dịch chuyển xuống phía dưới. Lúc đầu nhiên liệu bị nén sẽ trào qua cả 2 lỗ (a,b) trên vách xilanh để ra không gian quanh vách xilanh.
Sau khi pitton đã đóng kín lỗ thoát nhiên liệu phía dưới (b) nhiên liệu vẫn tiếp tục trào ra ngoài qua lỗ thoát nhiên liệu phía trên (a). Quá trình trào nhiên liệu ra ngoài cho đến khi gờ xoắn trên của pitton đóng hoàn toàn lỗ thoát nhiên liệu phía trên (a). Thời điểm cả 2 lỗ thoát nhiên liệu (a, b) được đóng kín là thời điểm bắt đầu phun nhiên liệu. Vì từ thời điểm đó nhiên liệu trong xilanh được nén lại, áp suất tăng lên, các van được mở ra và nhiên liệu được phun vào xilanh động cơ.
Quá trình phun nhiên liệu được diễn ra cho đến khi gờ xoắn dưới của pitston bắt đầu mở lỗ thoát nhiên liệu phía dưới (b). Từ thời điểm này nhiên liệu thoát qua lỗ thoát phía dưới (b) ra ngoài. Áp suất nhiên liệu trong xilanh của bơm giảm xuống, van 1 chiều được đóng lại kết thúc quá trình phun nhiên liệu vào xilanh động cơ. ( áp suất nhiên liệu phun ra qua cửa (b) lớn nhưng do có chụp bảo vệ (15) nên ốc nối (16) không bị sói mòn)
+ Khi cò mổ thôi tỳ vào con đội (1) dưới tác dụng của lò xo (21) sẽ đẩy con đội (1) đi lên phía trên kéo theo pitton đi lên và nhiên liệu từ ngoài lại đi vào khoang xilanh qua 2 lỗ (a, b) để chuẩn bị cho lần phun nhiên liệu tiếp theo.
Để thay đổi lượng nhiên liệu phun vào xi lanh động cơ trong một chu trình công tác của động cơ ta phải dịch chuyển thanh răng (5) đến một vị trí tương ứng.
Khi dịch chuyển thanh răng, vành răng bị xoay làm cho pitston cũng xoay theo, khi đó thời điểm bắt đầu và kết thúc phun nhiên liệu thay đổi, làm cho lượng nhiên liệu cung cấp cũng thay đổi theo.
Khi thanh răng nhiên liệu kéo ra hết, các gờ xoắn trên pitston thay nhau mở các lỗ thoát nhiên liệu (a), (b) trên xi lanh nên nhiên liệu luôn thoát ra ngoài mà không được nén trong xilanh nên không phun được nhiên liệu vào xilanh động cơ.
Khi đẩy thanh răng nhiên liệu vào hết, lỗ thoát phía trên (a) được đóng ngay khi lỗ thoát phía dưới (b) được đóng lại, lượng nhiên liệu phun ra lớn nhất (vì thời điểm bắt đầu phun nhiên liệu sớm hơn và kết thúc phun nhiên liệu muộn hơn).
Đối với bơm AP – 20АЗ có lượng phun nhiên liệu lớn nhất nằm trong giới hạn từ (60 ¸ 67)mm3 trong mỗi hành trình. Đối với loại bơm AP- 21 АЗ là từ (70 ¸ 85)mm3, còn đối với bơm AP- 23 АЗ là từ (67 ¸ 70)mm3.
Các hư hỏng thường gặp của bơm vòi phun kết hợp
Hư hỏng- nguyên nhân
– Đầu phun bị tắc lỗ ra do muội than bám vào.
– Các van trong đầu phun bị mòn, van ba lá bị gãy. Do tháo lắp không đúng, do điều kiện làm việc.
– Lò xo đầu phun bị yếu, gẫy do điều kiện làm việc.
– Xi lanh pít tông bị mòn do nước lã, cặn bẩn trong nhiên liệu hoặc do điều kiện làm việc, pít tông kẹt trong xi lanh.
– Thanh răng, vành răng bị sai khớp, bị kẹt, bị mòn. Do tháo lắp không đúng, do bụi bẩn…
– Lõi lọc bị tắc do bụi bẩn, nước lã…
– Ren các ốc nối đường vào đường ra nhiên liệu bị hỏng. Do tháo lắp không đúng.
Sửa chữa
– Đầu vòi phun bị tắc thì thông rửa: Tắc lỗ phun, phải thông sạch các lỗ phun bằng một kim nhọn có đường kính đầu kim là 0,14 mm, kẹp chặt trong cái kẹp đặc biệt, mài nhọn đầu kim đó. Bản thân kim không được nhô khỏi kẹp quá (1,2 ¸ 2) mm. Sau khi thông rửa xong đầu vòi phun phải kiểm tra lại. (Đường kính lỗ phun là 0,15 mm).
– Van mòn thì mài van trên kính cho mòn đều và đóng kín, van ba lá gẫy thay cái mới.
– Lò xo yếu, gẫy không đảm bảo cho làm việc thì thay cái mới.
– Pít tông kẹt trong xi lanh thì lấy xi lanh ra, rửa sạch trong dầu đi ê zen, nặng thì mài pít tông trên kính hoặc trên bàn rà có bột rà, sau đó rà trong xi lanh, mòn thì thay hoặc phương pháp mạ kim loại.
– Thanh răng bánh răng sai khớp thì đặt lại, thanh răng, vành răng bị ba via tháo ra rũa hoặc dùng giấy nhám đánh hết ba via, mòn quá thay thanh răng hay vành răng.
– Lõi lọc bẩn rửa sạch và dùng khí nén có áp suất cao thổi ngược chiều dòng chảy làm việc của lõi lọc. Tắc nhiều thì dùng phương pháp đốt lõi lọc trên ngọn lửa cồn hoặc trên ngọn lửa ga cho đến khi lõi lọc hồng lên, bỏ lõi lọc ra cho nguôi là được.
– Ren hỏng nhẹ ta rô ren lại, dùng tiếp. Còn nặng thay ốc nối mới.
Thứ tự tháo lắp bơm vòi phun
– Thứ tự tháo:
+ Rửa sạch bên ngoài bơm vòi phun bằng nhiên liệu điêzen.
+ Đặt bơm voi phun lên êtô hay giá tháo chuyên dụng, nới lỏng 2 ốc nối đường nhiên liệu vào ra nhiên liệu.
+ Lật ngược bơm vòi phun lên, nới lỏng ốc nối của bơm vòi phun.
+ Đưa bơm vòi phun tháo trong khay dầu điêzen thực hiện các bước như sau:
+ Tháo ốc chụp bơm vòi phun ra, lấy đầu vòi phun ra và các chi tiết trong vòi phun.
+ Tháo trốt định vị ra, lấy lò xo, nắp chắn, pít tông, xi lanh ra.
+ Tháo đầu nối ốc nối đường nhiên liệu vào để lấy lõi lọc ra.
+ Lấy Van một chiều, lò xo đầu vòi phun ra.
+ Rửa sạch các chi tiết trong dầu điêzen sạch.
– Thứ tự lắp:
+ Lắp pít tông vào xilanh, lò xo, vào co đội, lựa cho đúng rãnh định vị và dùng lực của tay bóp ép lò xo xuống, đưa trốt định vị vào để giữ hãm lò xo và con đội với bơm vòi phun.
+ Lắp thanh răng, vành răng cho đúng dấu ăn khớp.
+ Lắp xi lanh vào ăn đúng khớp định vị.
+ Để bơm vòi phun đứng lên phía pít tông xi lanh ở trên.
+ Lắp ốc nối.
+ Lắp van ba lá vào bộ đôi, chú ý thớt mỏng nằm sát với xi lanh, thớt dầy nằm phía trên.
+ Lắp đế lò xo, lò xo, van một chiều vào đầu phun. Giữ cho các chiết này nằm trong lố vòi phun cho nó nằm đứng nối với bộ đôi.
+ Lựa đưa ốc nối vào, một tay giữ ép vòi phun dể tránh xê dịch bộ đôi và các van. Tay kia vặn ốc nối vào cho tới khi thấy không vặn bằng tay được nữa thì thôi, lúc này đầu vòi phun cũng phải chặt, thì ta mới để bơm vòi phun nằm hoặc để xuôi. Còn trường hợp khi vặn ốc nối chặt mà đầu vòi phun vẫn lỏng thì không được, vì lúc này van ba lá bị lệch ra ngoài hoặc bộ đôi bị lệch nên đầu vòi phun vẫn lỏng, phải tháo ra đặt lại.
+ Lắp lõi lọc vào cho đúng chiều, lắp lò xo, đầu nối.
+ Đưa lên ê tô hay giá tháo lắp chuyên dùng vặn chặt ốc nối.
+ Đưa nhiên liệu vào bơm vòi phun thử chất lượng vòi phun. Khi nhiên liệu vào đầy vòi phun, ta để thanh răng ở mức cung cấp nhiên liệu nhiều nhất, dùng tay bóp bơm vòi phun, kiểm tra kết quả lắp. Nếu bóp vào mà thấy có độ dừng sau đó ta phải tăng lực bóp nữa thì mới phun nhiên liệu ra là được. Nhiên liệu phun ra phải đủ tia phun, không nhỏ giọt, phun rất khoát, tia phun phải tơi, không thành tia là vòi phun tốt.
Điều chỉnh bơm vòi phun kết hợp
– Đối với bơm vòi phun kết hợp điều chỉnh góc phun sớm, muộn là điều chỉnh chiều cao từ đế lò xo đến mặt trên của nắp chắn của bơm. Dùng dưỡng đo chiều cao 37,7 mm. Lúc này tăng giảm góc phun sớm, muộn nhiên liệu thì điều chỉnh đũa đẩy để cò mổ tỳ lên nắp chắn của bơm vòi phun.
– Điều chỉnh lượng nhiên liệu, điều chỉnh thanh răng nhiên liệu.
– Điều chỉnh lượng nhiên liệu đồng đều giữa các bơm vòi phun với nhau, điều chỉnh vít ở thanh cái, làm cho các thanh răng của các vòi phun ra vào đều nhau, tránh trường hợp các phân bơm cung cấp nhiên liệu không đều nhau dẫn đến tốc độ động cơ không ổn định.
Trên đây là các thông tin chi tiết về đặc điểm cấu tạo của bơm vòi phun kết hợp. Để biết thêm những thông tin chi tiết, vui lòng liên hệ trường dạy nghề Thanh Xuân qua website https://truongdaotaonghethanhxuan.edu.vn/ hoặc đến địa chỉ 93 Nguyễn Tuân, Thanh Xuân, Hà Nội, hotline: (024) 35 58 95 95 hoặc 0936 98 90 90.