Post on 05-Jul-2015
CHƯƠNG IGIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ DIESEL 4 THÌ
I – CẤU TẠO:
Một động cơ Diesel 4 thì có cấu tạo cơ bản gồm có:
Các chi tiết cố định: cacte, xilanh, quy lát.
Các chi tiết di động: pittônh, sec măng, thanh truyền, cốt máy, bánh đà.
Các chi tiết hệ thống phân phối khí.
Các chi tiết hệ thống nhiên liệu.
Các chi tiết hệ thống làm mát.
Các chi tiết hệ thống bôi trơn.
1 – Thân động cơ:
Được đúc thành khối có chứa các xi lanh, trên có nắp xi lanh. Trong thân động
cơ có áo nước làm mát, đường dẫn dầu bôi trơn và chỗ để bắt các chi tiết phụ.
Trong xi lanh có đặt một pittông, pittông đươc nối với trục khuỷu nhờ thanh
truyền, cơ cấu pittông thanh, trục khuỷu có tác dụng biến chuyển động tịnh tiến của
pittông thành chuyển động quay của trục khuỷu.
2 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu gồm: bầu lọc, bơm tiếp vận, bơm cao áp, kim
phun, các đường ống dẫn dầu...Trong đó bơm cao áp là thiết bị quan trọng nhất.
3 – Hệ thống phân phối khí: Là hệ thống các cửa đóng mở để hút không khí và
đẩy sản vật cháy ra ngoài. Ở động cơ Diesel 4 thì được bố trí các xupap hút và thoát
xen kẽ nhau đặt ở nắp quy lát.
4 – Hệ thống bôi trơn: thường dùng hệ thống bôi trơn có bơm nhớt. Đối với các
động cơ Diesel cỡ trung trở lên có trang bị thêm hệ thống làm mát dầu bôi trơn và
bơm nhớt đôi.
5 – Hệ thống làm mát:
- Đối với động cơ Diesel vận tải, cơ giới, máy phát điện thường dùng hệ
thống làm mát bằng nước.
- Đối với động cơ Diesel tàu thủy thường dùng hai hệ thống: hệ thống làm
mát bằng nước.
- Đối với động cơ Diesel cỡ nhỏ dùng hệ thống làm mát bằng gió.
6 – Hệ thống khởi động: sử dụng nhiều phương pháp:
- Khởi động bằng tay quay.
- Dùng động cơ điện.
- Khởi động bằng gió nén.
- Khởi động bằng động cơ xăng.
- Dùng máy thủy lực...
7 – Hệ thống tăng áp: nhằm :
- Tăng hệ số nạp.
- Tăng áp suất cuối quá trình nạp .
- Tăng công suất động cơ.
- Giảm suất tiêu hao nhiên liệu.
8 – Hệ thống xông máy: để xông máy động cơ khi khởi động lạnh .
II – NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ:
A – Hành trình nạp B – Hành trình nénC – Hành trình cháy
và giản nởD – Hành trình xả
HÌNH 1. Sơ đồ quá trình công tác của động cơ diezen bốn kỳ.
:: Xem mô phỏng
Để hoàn thành một chu trình công tác động cơ diesel 4 thì phải trải qua 4
giai đoạn liên tiếp đó là:
1 – Thì hút:(hình 1.A)
Piston từ điểm chết trên (ĐCT) đi xuống điểm chết dưới (ĐCD) tạo ra một áp
thấp ở sau nó, nhờ hệ thống phân phối khí, cam hút đội xupáp hút mở ra, không khí
lọc sạch được hút vào lòng xi lanh. Khi piston xuống điểm chết dưới xupáp hút
đóng lại.
2 – Thì ép:(hình 1.B)
Piston từ điểm chết dưới di chuyển lên điểm chết trên, hai xu páp hút và thải
đều đóng, không khí bị ép lại. Khi piston lên đến ĐCT thì áp suất trong xi lanh lên
đến 30 35 kg/cm2, nhiệt độ khoảng 530-730oC.
3 – Thì giản nở:(hình 1.C)
Khi piston lên đến ĐCT nhờ hệ thống nhiên liệu kim phun, dầu được phun vào
buồng đốt dưới dạng hơi sương, gặp phải môi trường áp suất và nhiệt độ cao, nhiên
liệu tự bốc cháy, giản nở và đẩy piston đi xuống. Thì này gọi là thì phát động .
4 – Thì thoát:(hình 1.D)
Khi pittông bị đẩy xuống ĐCD nhờ quán tính của bánh đà, pittông tiếp tục
chạy trở lên, lúc này xupap thoát mở, khí cháy bị đẩy ra ngoài. Khi pittông lên đến
ĐCT xupap thoát đóng lại, xupap hút bắt đầu mở ra để khởi sự một chu kỳ khác.
CHƯƠNG II
HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL
I – NHIỆM VỤ VÀ YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU:
1 – Nhiệm vụ:
Cung cấp nhiên liệu cần thiết tuỳ theo chế độ làm việc của động cơ.
Cung cấp lượng nhiên liệu đồng đều cho các xi lanh động cơ đúng thồi điểm và
đúng thứ tự thì nổ.
Phun sương và phân tán đều hơi nhiên liệu vào buồng đốt.
2 – Yêu cầu:
Thùng nhiên liệu dự trữ phải đảm bảo cho động cơ hoạt động liên tục trong suốt
thời gian quy định.
Các lọc phải sạch nước và tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu.
Các chi tiết phải chắc chắn, có độ chính xác cao, dễ chế tạo.
Tiện nghi cho việc bảo dưỡng và sửa chữa.
II – PHÂN LOẠI HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL:
Gồm các loại sau đây:
Bơm cao áp một tổ bơm (bơm cao áp PF).
Bơm cao áp nhiều tổ bơm ráp chung một khối (bơm cao áp PE).
Kim bơm liên hợp GM.
Bơm cao áp loại phân phối, gồm:
Bơm cao áp PSB, CAV, DPA, ROOSA MASTER, PENKING, EP – VA, EP
–VM,VE.
Bơm thời áp (bơm CUMMINS).
Hiện nay thông dụng nhất là loại: PE, VE
1 – Thùng chứa. 5 – Ống dầu đến.
2 – Lọc thô. 6 – Ống dầu về.
3 – Bơm tiếp vận.7 – Bơm kim liên
hợp.
4 – Lọc tinh. 8 – Ống dẫn dầu.
HÌNH 2: Hệ thống nhiên liệu bơm kim liên hợp GM.
1 – Thùng chứa.7 – Bộ điều hào tỉ
trọng
2 – Lọc thô. 8 – Đầu phân phối
3 – Bơm tiếp vận. 9 – Kim phun.
4 – Bộ phun sớm tự
động.10 – Ống dầu về.
5 – Cốt bơm. 11 – Lọc tinh.
6 – Bộ điều tốc.
HÌNH 3 : Sơ đồ hệ thông nhiên liệu bơm cao áp PSB.
1– Thùng chứa 11 – Vỏ bọc điều tốc.
2– Ống dẫn dầu. 12 – Mạch tối đa.
3– Lọc. 13 – Tai chịu.
4– Bơm bánh răng. 14 – Bộ cúp dầu
5– Bộ giảm chấn.15 – Ống dẫn dầu đến kim
bơm.
6– Bộ điều tốc. 16 – Cò mổ kim.
7– Lọc tinh. 17 – Đũa đẩy.
8– Quả tạ. 18 – Ống dầu về.
9– Mạch cầm chừng. 19 – Lỗ định lượng.
10– Vít chỉnh tối thiểu 20 – Cam điều khiển kim.
HÌNH 4: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu CUMMINS.
III – SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG TỔNG QUÁT CỦA BƠM CAO
ÁP PE:
1 – Cấu tạo:
1 – Thùng chứa. 8 – Đường dầu về
2 – Lọc sơ cấp. 9 – Van an toàn
3 – Bơm tiếp
vận.10 – Bơm tay
4 – Lọc thứ cấp.11 – Lưới lọc và van một
chiều
5 – Bơm cao áp. 12 – Bộ điều tốc
6 – Ống cao áp. 13 – Đai ốc xả gió
7 – Đến kim
phun
HÌNH 5 : Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel có van an toàn lắp ở lọc thứ cấp
:: Xem mô phỏng
1 – Thùng chứa. 7 – Lọc thứ cấp.
2 – Lưới lọc và
van 1 chiều.
8 – Ống cao áp
3 – Lọc thứ cấp. 9 – Kim phun
4 – Bơm tiếp
vận.10 – Van an toàn
5 – Bơm tay. 11 – Bộ điều tốc
6 – Bơm cao áp.12 – Đường dầu
về
HÌNH 6: Hệ thống nhiên liệu động diesel có van an toàn ở bơm cao áp.
:: Xem mô phỏng
2 – Nguyên lý hoạt động:
Khi động cơ làm việc, bơm tiếp vận hút nhiên liệu từ thùng chứa qua lọc thô
đến lọc tinh rồi đến bơm cao áp. Một van an toàn giới hạn áp suất nhiên liệu và dẫn
dầu về thùng chứa khi tốc độ động cơ cao. Dầu vào bơm cao áp được nén lên áp lực
cao qua đường ống đến kim phun phù hợp với thứ tự thì nổ của động cơ. Kim phun
xịt nhiên liệu vào xi lanh đúng thời điểm. Nhiên liệu dư ở kim phun được đưa về
thùng chứa qua đường dầu về.
Figure 1
CHƯƠNG III
BƠM CAO ÁP PE I – GIỚI THIỆU CHUNG:
Được dùng phổ biến trên các động cơ Diesel ôtô máy kéo như MTZ, IFA, KAMAS,
TOYOTA, MERCEDES, REO, HYNO, ISUZU.
Bơm PE trên động cơ Diesel có công dụng:
Tiếp nhiên liệu sạch từ thùng chứa đưa đến bơm.
Ép nhiên liệu lên áp lực cao (2500 – 3000 psi) đưa đến kim phun đúng thời điểm
và phù hợp với thứ tự thì nổ của động cơ.
Phân phối lưu động đồng đều cho các xi lanh và tuỳ theo yêu cầu hoạt động của
động cơ.
II – CẤU TẠO BƠM CAO ÁP PE:
1 - Bộ điều tốc cơ khí
2 - Bơm tiếp vận
3 - Bộ phun dầu sớm.Giải thích ký hiệu ghi trên vỏ bơm cao áp PE:
PE 6 A 70 B 4 1 2 R S114
PES 6 A 70 A 2 1 2 3 R S64
PE: chỉ loại
bơm cao áp cá nhân
có chung một cốt
cam được điều
khiển qua khớp nối.
Nếu có thêm chữ S:
cốt cam bắt trực
tiếp vào động cơ
không qua khớp
nối.
6: chỉ số xilanh
bơm cao áp (bằng
số xilanh động cơ).
A: kích thước
bơm (A: cỡ nhỏ, B:
cỡ trung, Z: cỡ lớn,
M: cỡ thật nhỏ, P:
đặc biệt, ZW: cỡ
thật lớn).
70: chỉ đường
kính piston bơm
bằng 1/10mm (70 =
7mm).
B: chỉ đặc điểm
thay thế các bộ
phận trong bơm khi
lắp ráp bơm (gồm
có : A,B,C,Q,K,P)
4: chỉ vị trí dấu
ghi đầu cốt bơm.
Nếu số lẻ: 1,3,5
dấu ghi ở đầu cốt
bơm. Nếu số chẵn:
2,4,6 thì dấu nằm
bên phải nhìn từ
phía cửa sổ.
1: chỉ bộ điều
tốc (0: không có, 1:
ở phía trái, 2: ở
phía phải).
2: chỉ vị trí bộ
phun dầu sớm (như
bộ điều tốc). R:chỉ
chiều quay bơm:
R:cùng chiều kim
đồng hồ
HÌNH 7: Bơm cao áp PE.
Các chi tiết của một tổ bơm cao áp PE:
1 - Lò xo cao áp
2 - Đầu nối đường ống cao áp
3 - Van cao áp
4 - Đế (bệ) van cao áp
5 - Xi lanh bơm
6 - Piton bơm
7 - Manchon
8 - Đế và chén chận lò xo
9 - Lò xo
10 - Chén chận lò xo
11 - Vít điều chỉnh vị trí của piston và vít
khoá
12 - Con đội
13 - Con lăn
14 - Cam
HÌNH 8: Cấu tạo một tổ bơm cao áp PE.
:: Xem mô phỏng
III – NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BƠM CAO ÁP PE:
HÌNH 9: Sơ đồ công tác bơm cao áp
:: Xem mô phỏng
1 – Theo hình 5:
Phần đầu piston bơm có xẻ rãnh hình chéo (lằn vạt chéo). Piston chuyển động
tịnh tiến trong xilanh và hai bên xilanh có lỗ thoát nhiên liệu.
Khi piston bơm ở vị trí thấp nhất thì nhiên liệu từ lỗ bên trái tràn vào chứa đầy thể
tích công tác (bao gồm: phía trên piston và rãnh lõm ở đầu piston) vị trí I.
Khi piston đi lên, nhiên liệu được ép lại và bị đẩy một phần qua lỗ : vị trí II.
Piston tiếp tục đi lên và che lấp gờ trên của lỗ: vị trí III, từ đó trở đi nhiên
liệu đi vào đường ống cao áp đến kim phun: vị trí IV.
Piston tiếp tục đi lên và khi gờ dưới của rãnh lõm bắt đầu mở lỗ: vị trí V, kể
từ đó trở đi nhiên liệu theo rãnh lõm qua lỗ ra ngoài : vị trí VI.
2 – Trên hình 6 :
HÌNH 10: Vị trí tương đối của lỗ thoát với đỉnh piston.
Biểu diễn vị trí tương đốicủa lỗ thoát với đỉnh piston trong quá trình bơm.
stb : hành trình toàn bộ của piston bơm : không thay đổi
se : hành trình có ích của piston bơm, có thể thay đổi khi ta thay đổi vị trí
tương đối của piston và xilanh (qua thanh răng). Muốn thay đổi lượng nhiên liệu
cung cấp trong một chu kỳ ta xoay piston bơm làm cho vị trí lỗ thoát và piston thay
đổi® thay đổi se. khi thay đổi se thì thời gian bắt đầu bơm là không thay đổi mà
thay đổi thời gian kết thúc bơm.
Muốn thay đổi tốc độ động cơ ta điều khiển thanh răng xoay piston để thay
đổi thời gian phun. Thời phun càng lâu lượng dầu càng nhiều động cơ chạy nhanh,
thời gian phun ngắn dầu cang ít động cơ chạy chậm. Khi ta xoay piston để rãnh
đứng ngay lỗ dầu về thì sẽ không có vị trí án mặc dù piston vẫn lên xuống, nhiên
liệu không được ép, không phun động cơ ngưng hoạt động (vị trí này gọi là cúp
dầu).
Lằn vạt xéo trên đầu piston có 3 loại:
- Lằn vạt xéo phía trên.
- Lằn vạt xéo phía dưới.
- Lằn vạt xéo trên dưới.
Tối đa Trung bình Tắt máy
HÌNH 11: Định lượng nhiên liệu của bơm cao áp PE.
(a) (b) (c)
HÌNH 12 : Cấu tạo đầu Piston bơm PE.
a) Lằn vạt xéo trên dưới:
Điểm khởi phun và kết thúc
phun thay đổi.
b) Lằn vạt xéo trên: Điểm
khởi phun thay đổi, điểm
dứt phun cố định.
c) Lằn vạt xéo dưới: Điểm
khởi phun cố định, định dứt
phun thay đổi
IV – BỘ PHUN DẦU SỚM TỰ ĐỘNG TRÊN BƠM CAO ÁP PE:
1 – Cấu tạo:
1 – Mâm thụ động 8 – Vít châm dầu
2 – Trục lắp quả
tạ 9 – Vít đậy
3 – Vỏ ngoài 10 – lông đền
chêm
4 – Vỏ trong 11 – Lò xo
5 – Mâm chủ
động 12 – Tán
6 – Quả tạ 13 – Khớp nối
HÌNH 13: Bộ phun dầu sớm tự động trên bơm PE. 7 – Vít xả gió 14 – Quả tạ
Gồm: một mâm nối thụ động bắt vào đầu cốt bơm cao áp nhờ chốt then hoa và
đai ốc giữ. Một mâm nối chủ động có khớp nối để nhận truyền động từ động cơ.
Chuyển động quay của mâm chủ động truyền qua mâm thụ động qua hai quả tạ.
- Trên mâm thụ động có ép hai trục thẳng góc với mâm, hai quả tạ quay trên hai
trục này. Đầu lồi còn lại của quả tạ tỳ vào chốt của mâm chủ động, hai quả tạ được
kềm vào nhau nhờ hai lò xo, đầu lò xo tựa vào trục, đầu còn lại tỳ vào chốt ở mâm
chủ động. Một miếng chêm nằm trên lò xo để tăng lực lò xo theo định mức. Một
bọc dính với mâm chủ động có nhiệm vụ bọc hai quả tạ và giới hạn tầm di chuyển
của chúng.
- Tất cả các chi tiết được che kín bằng một bọc ngoài cùng vặn vào bề mặt có ren
của mâm thụ động. Các vòng đệm kín bằng cao su hoá học đảm bảo độ kín giữa
bọc và mâm chủ động. Nhờ vậy mà bên trong toàn bộ có đầy dầu nhớt bôi trơn.
- Trên động cơ Diesel khi tốc độ càng cao, góc phun dầu càng sớm để nhiên liệu đủ
thời gian hoà trộn tự bốc cháy phát ra công suất lớn nhất. Do đó trên hầu hết các
động cơ Diesel có phạm vi thay đổi số vòng quay lớn đều có trang bị bộ phun dầu
sớm tự động. Đối với bơm cao áp PE việc định lượng nhiên liệu tuỳ theo vị trí lằn
vạt xéo ở píttông đối với lỗ dầu ra hay vào ở xi lanh.
- Với píttông có lằn vạt xéo phía trên thì điểm khởi phun thay đổi, điểm dứt phun
cố định. Với píttông có lằn vạt xéo cả trên lẫn dưới không cần trang bị bộ phun dầu
sớm tự động vì bản thân lằn vạt xéo đã thực hiện việc phun dầu sớm tự động.
- Với píttông có lằn vạt xéo phía dưới thì điểm khởi phun cố định, điểm dứt
phun thay đổi. Thông thường các bơm cao áp PE đều có lằn vạt xéo phía dưới nên
phải trang bị bộ phun dầu sớm tự động.
- Da số bơm cao áp PE người ta ứng dụng bộ phận tự động điều khiển góc phun
sớm bằng ly tâm. Điển hình của loại này là bộ phun sớm tự động của hãng Bosch.
2 – Nguyên tắc hoạt động bộ phun sớm kiểu ly tâm của hãng Bosch :
I – Không làm việc II – Phun sớm tự động tối đa 10o
HÌNH 14: Nguyên lý làm việc của bộ phun dầu sớm PE
Khi động cơ làm việc, nếu vận tốc tăng, dưới tác dụng của lực ly tâm hai quả tạ
văng ra do mâm thụ động quay đối với mâm chủ động theo chiều chuyển động của
cốt bơm do đó làm tăng góc phun sớm nhiên liệu.
Khi tốc độ giảm, lực ly tâm yếu hai quả tạ xếp vào, lò xo quay mâm thụ động
cùng với trục cam đối với mâm chủ động về phía chiều quay ngược lại. Do đó làm
giảm góc phun nhiên liệu.
V – BỘ ĐIỀU TỐC:
1 – Công dụng:
Khi ôtô máy kéo làm việc tải trọng trên động cơ luôn thay đổi. Nếu thanh răng
của bơm cao áp hoặc bướm tiết lưu giữ nguyên một chỗ thì khi tăng tải trọng, số
vòng quay của động cơ sẽ giảm xuống, còn khi tải trọng giảm thì số vòng quay tăng
lên. Điều đó dẫn đến trước tiên làm thay đổi tốc độ tiến của ôtô máy kéo, thứ hai là
động cơ buộc phải làm việc ở những chế độ không có lợi.
Để giữ cho số vòng quay trục khuỷu động cơ không thay đổi khi chế độ tải
trọng khác nhau thì đồng thời với sự tăng tải cần phải tăng lượng nhiên liệu cấp vào
xilanh, còn khi giảm tải thì giảm lượng nhiên liệu cấp vào xilanh.
Khi luôn luôn có sự thay đổi tải trọng thì không thể dùng tay mà điều chỉnh
lượng nhiên liệu cấp vào xilanh. Công việc ấy được thực hiện tự động nhờ một thiết
bị đặc biệt trên bơm cao áp gọi là bộ điều tốc.
Bất kỳ bộ điều tốc loại nào cũng có nhiệm vụ sau:
- Điều hoà tốc độ động cơ dù có tải hay không tải (giữ vững một tốc độ hay trong
phạm vi cho phép tuỳ theo loại ) có nghĩa là lúc có tải hay không tải đều phải giữ
một tốc độ động cơ trong lúc cần ga đứng yên.
- Đáp ứng được mọi vận tốc theo yêu cầu của động cơ.
- Phải giới hạn được mức tải để tránh gây hư hỏng máy.
- Phải tự động cúp dầu để tắc máy khi số vòng quay vượt quá mức ấn định.
2 – Phân loại:
Khi phân loại các bộ điều tốc người ta căn cứ vào những đặc điểm sau:
a – Theo tính chất truyền tác dụng: Có hai loại:
- Bộ điều tốc tác dụng trực tiếp.
- Bộ điều tốc tác dụng gián tiếp.
b – Theo vùng bao chế độ tốc độ: Có 3loại:
- Loại một chế độ.
- Loại hai chế độ.
- Loại nhiều chế độ.
c – Theo công dụng của bộ điều tốc: Có hai loại:
- Loại di chuyển: Đặt trên động cơ của các máy di chuyển.
- Loại tĩnh tại: Đặt trên động cơ tỉnh tại, bảo đảm điều chỉnh tốc độ với độ chính
xác cao trong các máy phát điện Diesel.
d – Theo nguyên tắc tác dụng của phần tử nhạy cảm: Có 4 loại:
- Loại cơ khí với phần tử nhạy cảm ly tâm.
- Loại áp thấp.
- Loại thuỷ lực.
- Loại cơ thuỷ lực.
3 – Bộ điều tốc kiểu cơ khí:
Hiện nay có rất nhiều bộ điều tốc cơ khí như: loại một chế độ, loại hai chế độ,
loại nhiều chế độ. Thông dụng nhất trên ôtô máy kéo hiện nay là bộ điều tốc cơ khí
nhiều chế độ. Trong phần này chúng ta tìm hiểu kỹ về bộ điều tốc cơ khí nhiều chế
độ.
a – Nguyên lý cấu tạo:
1 –
Tha
nh
răng
2, 3,
4, 7
–
Các
cần
điều
khiể
n
5 –
Cốt
gắn
khâu
trượ
t
6 –
Quả
tạ
HÌNH 15: Bộ điều tốc cơ khí gắn trên bơm PE.
Hầu hết các bộ điều tốc cơ khí đều có 4 bộ phận chính để có thể vận
chuyển điều hoà với nhau.
Bộ phận động lực: Cốt bơm truyền sức trực tiếp qua quả văng. Hai quả văng
dang ra do lực ly tâm.
Cần liên lạc: Là một hệ thống đòn bẩy tay đòn, thanh kéo, trục tay đòn...liên
lạc với bộ phận đông lực và thanh răng điều khiển lưu lượng nhiên liệu.
Thanh răng điều khiển đưa nhiên liệu vào ít hay nhiều đến kim phun để xịt
vào xilanh tùy theo vị trí.
Ngoài ra còn có lò xo tốc độ đặt đối chọi với lực ly tâm của hai quả tạ và đẩy
thanh răng về chiều nhiên liệu khi động cơ chưa làm việc. Đồng thời có các vít điều
chỉnh khâu trượt. Tất cả các bộ phận trên được bố trí trong vỏ điều tốc.
b – Nguyên lý làm việc:
Phát hành động cơ:
Khi phát hành ta kéo ga theo chiều tăng. Qua trung gian lò xo tốc độ, tay đòn, cần
liên hệ kéo thanh qua chiều tăng, động cơ phát hành dễ dàng. Khi động cơ đã nổ rồi
cốt bơm quay, dưới tác dụng của lực ly tâm hai quả tạ bung ra đẩy khâu trượt tỳ lên
tay đòn cân bằng với sức căn lò xo nên đẩy khâu trượt ra đẩy tay đòn, điều khiển
thanh về chiều giảm dầu, tốc độ giảm xuống lực ly tâm cân bằng với lò xo, hai quả
tạ ở vị trí thẳng đứng.
Bộ điều tốc làm việc khi thay đổi tải:
Động cơ đang làm việc ở chế độ ổn định. Ví dụ tải tăng như khi xe đang lên dốc
hay máy cung cấp điện nhiều, vì tải tăng nên tốc độ động cơ giảm, nên lực ly tâm
của hai quả tạ giảm theo, hai quả tạ xếp lại, lò xo điều tốc thắng lực ly tâm nên đẩy
khâu trượt đi vào, qua trung gian tay đòn và cần điều khiển, kéo thanh răng về
chiều tăng dầu,hai quả tạ lại bung ra cân bằng với lực lò xo.
Nếu ta giảm tải như xe xuống dốc hay máy cung cấp điện dùng ít, tốc độ động cơ
có khuynh hướng tăng lên, lực ly tâm của hai quả tạ tăng theo, hai quả tạ dang ra
thắng sức căng lò xo điều tốc, qua cần liên hệ kéo thanh răng về chiều giảm dầu để
tốc độ giảm lại về vị trí ban đầu, đến khi ổn định hai quả tạ ở vị trí thẳng đứng cân
bằng với sức căng lò xo điều tốc.
Như vậy cần ga ở một vị trí mà thanh răng tự động thêm hay bớt dầu khi tải tăng
hay giảm.
Ví dụ vì lý do nào đó tốc độ động cơ vượt quá tốc độ giới hạn, lúc này lực ly tâm
quả tạ lớn, hai quả tạ bung ra hết cỡ đẩy khâu trượt đi ra, qua tay đòn và cần liên hệ
đẩy thanh răng về chiều cúp dầu, động cơ ngừng, không hại máy.
CHƯƠNG IVBƠM CAO ÁP VE
I – GIỚI THIỆU CHUNG:
Ngày nay, ở những động cơ cao tốc nhỏ, đặc biệt là ở các loại
xe tải, xe khách người ta thường dùng bơm cao áp VE, vì bơm có
kết cấu gọn nhẹ, làm việc với độ chính xác cao. Bơm cao áp VE có
các chức năng sau :
Áp suất dầu phun luôn luôn được giữ cố định .
Cung cấp một lượng nhiên liệu lý tưởng vào trong buồng khí đốt
theo từng chế độ động cơ, phù hợp với lượng khí nạp vào. Lượng
dầu cung cấp được bơm cao áp điều khiển phù hợp với tốc độ
động cơ. Bơm cao áp giúp cho động cơ không vượt quá tốc độ cực
đại cho phép hay dưới tốc độ cầm chừng đã được ấn định sẵn.
Bơm cao áp ấn định thời gian phun khi tốc độ động cơ và tải
thay đổi, quyết định thời gian phun sớm hay muộn (có bộ phun
dầu sớm theo tải).
Bơm cao áp VE phân phối nhiên liệu vào từng xi lanh một cách
đồng đều và chính xác.
II – CẤU TẠO BƠM CAO ÁP VE:
1 –
Bơm
cấp
nhiên
liệu
2 –
Đĩa
cam
3 –
Bộ
điều
khiển
phun
sớm
4 –
Cữa
chia
5 –
Pittô
ng
6 –
Van
phân
phối
7 –
Cữa
hút
HÌNH 16: Bơm cao áp VE.
8 –
Van
cắt
nhiên
liệu
III – SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC:
1 –
Thùng
chứa
dầu
2 – Bơm
chuyển
tiếp
3 – Lọc
tinh
4 – Van
an toàn
5 – Bơm
tiếp vận
6 – Cần
điều
khiển
7 – Lò
xo điều
khiển
8 –
Đường
dầu về
9 –
Pittong
bơm
10 –
Đường
dầu đến
kim
phun
11 –
Van
phân
phối
12 –
Van
định
lượng
(Vành
tràn)
13 – Đĩa
cam
HÌNH 17: Sơ đồ làm việc của bơm VE.
14 – Bộ
điều
khiển
phun
dầu
sớm
:: Xem mô phỏng
IV – NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:
Bơm sơ cấp hút nhiên liệu 1 – Pittông bơm
từ thùng đưa qua lọc sau
đó nhiên liệu được bơm
cánh quạt hút rồi đẩy vào
buồng bên trong bơm.
Một van điều chỉnh áp
suất điều khiển áp suất
nhiên liệu bên trong bơm
cao áp.
Đĩa cam được dẫn động
bỡi trục dẫn động, pittông
bơm được gắn với đĩa cam,
nhiên liệu được cấp cho
kim phun nhờ chuyển động
quay và chuyển động tịnh
tiến của pittong này.
Lượng phun được điều
khiển bởi bộ điều chỉnh
kiểu cơ khí.
Thời điểm phun được
điều khiển bởi pittông điều
khiển phun sớm, pittông
điềukhiển phun sớm hoạt
động nhờ áp suất nhiên
liệu.
Van phân phối có hai chức
năng: Ngăn không cho nhiên liệu
trong ống dẫn đến kim phun quay
về pittông và bơm; hút nhiên liệu
còn lại sau khi phun khỏi kim
phun.
2 – Lỗ nạp nhiên
liệu
3 – Rãnh hút
4 – Buồng cao
áp
5 – Rãnh phân
phối
6 – Đường phân
phối
7 – Lỗ thoát
nhiên liệu
8 – Van định
lượng
HÌNH 18: Khoảng chạy của pittông
bơm và
các giai đoạn cung cấp nhiên liệu.
:: Xem mô phỏng
Khi cam quay, piston bơm đi đến điểm chết trên sau đó về điểm
chết dưới.
Quá trình điều khiển lượng dầu cung cấp cho một chu trình
được thực hiện gồm các bước sau:
Bước 1: Nạp nhiên liệu:
Khi pittông bơm chuyển động sang trái, một trong 4 rãnh hút
trên pittông sẽ thẳng hàng với cửa hút và nhiên liệu sẽ được hút
vào đường bên trong pittông.
Bước 2: Phân phối nhiên liệu:
Khi đĩa cam và pittông quay, cữa hút đóng và cữa phân phối
của pittông sẽ thẳng hàng với một trong bốn trên nắp phân phối.
Khi đĩa cam lăn trên các con lăn, pittông vừa quay vừa dịch
chuyển sang phải, làm nhiên liệu bị nén. Khi nhiên liệu bị nén đến
một áp suất nhất định nó được phun ra khỏi vòi phun.
Bước 3: Kết thúc việc cung cấp nhiên liệu:
Khi pittông dịch chuyển thêm về phía bên phải, hai cửa tràn của
pittông sẽ lộ ra khỏi van định lượng và nhiên liệu dưới áp suất cao
sẽ bị đẩy về buồng bơm qua các cửa tràn này. Vì vậy áp suất
nhiên liệu sẽ giảm đột ngột và quá trình phun kết thúc.
Bước 4: Cân bằng áp suất :
Khi piston quay 180 sau khi phân phối nhiên liệu, rãnh cân
bằng áp suất trên pittông thẳng hàng với đường phân phối để cân
bằng áp suất nhiên liệu trong đường phân phối và trong buồng
bơm.
V – BỘ ĐIỀU KHIỂN PHUN SỚM TỰ ĐỘNG: (điều khiển thời điểm
phun)
Giống như thời điểm đánh lửa của động cơ xăng, nhiên liệu
trong động cơ Diesel phải được phun sớm hơn theo tốc độ động cơ
để đảm bảo tính năng tốt nhất. Vì vậy bơm cao áp kiểu Vecó trang
bị bộ điều khiển phun sớm tự động, nó hoạt động nhờ áp suất
nhiên liệu, để thay đổi thời điểm phun tỷ lệ với sự tăng giảm tốc
độ động cơ.
Cấu tạo và hoạt động:
Pittông bộ điều khiển phun sớm được gắn bên trong vỏ bộ điều khiển, vuông
góc với trục bơm và trượt theo sự cân bằng giữa áp suất nhiên liệu và sức căn
của lò xo bộ điều khiển.
Phun trễ Phun sớm
HÌNH 19: Bộ điều khiển phun sớm tự động.
1 – Vòng lăn 4 – Chốt trượt
2 – Con lăn 5 – Pittông bộ điều khiển phun sớm
3 – Lò xo bộ điều khiển
Chốt trượt biến chuyển động ngang của pittông thành chuyển
động quay của vòng đỡ con lăn.
Lò xo có xu hướng đẩy pittông về phía phun trễ (sang phải).
Tuy nhiên, khi tốc độ động cơ tăng, áp suất nhiên liệu cũng tăng
lên nên pittông thắng được sức căng lò xo và dịch sang trái. Cùng
với chuyển động của pittông, vòng lăn quay ngược hướng với
pittông bơm, do đó làm sớm thời điểm phun tương ứng với vị trí
đĩa cam.
VI – CƠ CẤU ĐIỀU CHỈNHCƠ KHÍ BƠM VE.
1 – Cấu tạo và vai trò:
Bánh răng trục cơ cấu điều chỉnh và giá đỡ quả văng quay 1,6
lần trong một vòng quay của bánh răng trục dẫn động.
Có bốn quả văng trên giá đỡ. Các quả văng này phát hiện tốc độ
gốc của trục bộ điều chỉng nhờ lực ly tâmvà bạc bộ điều chỉnh sẽ
truyền lực ly tâm này đến cần điều khiển .
Độ căng của lò xo điều khiển thay đổi theo tải ( tức là mức độ
đạp chân ga).
Lò xo giảm chấn và lò xo không tải tránh cho bộ điều chỉnh hoạt
động giật cục bằng cách tỳ nhẹ vào cần căng và cần điều khiển
khi chúng dịch chuyển sang phải (tức là theo hướng giảm lượng
phun).
Cụm cần bộ điều chỉnh sẽ điều chỉnh vị trí của van định lượng
theo tốc độ động cơ và theo tải. Nó bao gồm cần dẫn hượng, và
cần điều khiển và cần căng, những cần này được nối tại điểm tựa
(điểm tự do ) . Cần hướng dẫn còn có thêm một điểm tựa (điểm cố
định vào vỏ bộ điều chỉnh ) .
1- Đĩa
cam.
9 – Cần
căng.
2 – Trục
dẫn
động.
10 – Cần
điều khiển.
3 – Bánh
răng.11 – Bạc.
4 – Trục
bộ điều
chỉnh.
12 – Quả tạ
5 – Cần
điều
chỉnh.
13 – Pitông
bơm.
6 – Lò xo 14 – Van
điều
khiển.
định lượng (
vòng tràn).
7 – Lò xo
giảm
chấn.
15 – Điểm
tựa A.
HÌNH 20 :Bộ điều chỉnh mọi tốc độ.
8 – Cần
dẫn
hướng.
(A) Khởi động(B) Không tải
(C) Đầy tải
HÌNH 21: Nguyên lý hoạt của
bộ điều tốc
bơm cao áp PE.
Khởi động: (hình 21.A)
Khi đạp chân ga, cần điều chỉnh sẽ dịch chuyển về vị trí đầy tải .
Vì vậy cần căng bị kéo bởi lò xo điều khiển đến tận khi nó tiếp xúc
với vấu chặn . Do động cơ vẫn chưa hoạt động, các quả văng
không dịch chuyển và cầ điều khiển bị đẩy tỳ lên bạc bởi sức căng
lò xo khởi động vì thế các quả văng vẫn ở vị trí đống hoàn toàn .
Cùng lúc đó, cần điều khiển quay ngược chiều kim đồng hồ quanh
điểm tựa A và đẩy vòng tràn đến vị trí khởi động. Phun cực đại.
Nhờ đó lượng nhiê liệu cung cấp cần thiết cho động cơ để khởi
động.
Không tải : ( hình 21.B)
Sau khi động cơ đã khởi động, chân ga nhả và cần điều chỉnh quay
về vị trí không tải. Ở vị trí này lò xo điều khiển tự do hoàn toàn
nên nó không kéo cần căng. Vì vậy, ngay cả ở tốc độ thấp, các
quả văng bắt đầu mở ra. Nó làm cho bạc dịch sang phải, đẩy cần
điều khiển và cần căng sang phải chống lại sức căng các lò xo khởi
động, không tải và giảm chấn. Vì vậy cần điều khiển quay theo
chiều kim đồng hồ quanh điểm tựa A, đẩy van định lượng đến vị trí
không tải .
Đầy tải: (hình 21.C)
Khi đạp chân ga, cần điều chỉnh dịch đến vị trí đầy tải và sức căng
của lò xo điều khiển trở nên lớn hơn ( vì vậy lò xo giảm chấn sẽ bị
ép lại hoàn toàn). Do đó cần căng sẽ tiếp xúc với dấu chặn và
đứng im. Hơn nữa, khi cần điều khiển bị đẩy bởi bạc, nó tiếp xúc
với cần căng nên van định lượng được giử ở vị trí đầy tải.
Khi vít đặt đầy tải ( để điều chỉnh lượng phun khi đầy tải ) quay
theo chiều kim đồng hồ quanh điểm tựa D nên cần điều khiển
( gắn với điểm A) sẽ cũng quay ngược chiều kim đồng hồ quanh
điểm D, đẩy van định lượng theo hướng tăng lượng phun.
Tốc độ cực đại : ( hình 21.D)
Khi tốc độ động cơ tăng với tải đầy, lực ly tâm của các quả văng
dần dần trở nên lớn hơn lực căng của lò xo điều khiển. Vì vậy cần
căng và cần điều khiển cùng quay theo chiều kim đồng hồ quanh
điểm tựa A , do đó đẩy van định lượng sang trái, giảm lượng phun
để ngăn động cơ chạy quá nhanh.
CHƯƠNG VĐẶC TÍNH BƠM CAO ÁP
I – MỘT SỐ KHÁI NIỆM:
1 – Hệ số cung cấp nhiên liệu của bơm cao áp ( b)
b = : là trị số lượng nhiên liệu thực tế bơm cao áp cung cấp
trong một chu trình (tính theo thể tích) trên lượng nhiên liệu lý
thuyết mà bơm cao áp cung cấp trong một chu trình
* Vct =
*Vlt =f.Se =
trong đó : - f : diện tích đỉnh piston bơm cao áp f =
- d : đường kính piston
- Se : hành trình có ích của piston
> hoặc <1. Bơm BOSCH ôtô máy kéo : = 0,75 0,9
2 – Đặc tính tốc độ của bơm cao áp:
Là đường cong biểu thị sự biến thiên của vct theo số vòng quay
trục cam khi ta giữ nguyên vị trí thanh răng.
3 – Đường đặc tính của bơm cao áp theo vị trí thanh
răng:
Là đường cong biểu thị sự biến thiên của Vct theo vị trí thanh răng
bơm cao áp.
II – NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN Vct:
Trong thực tế lượng nạp cho chu trình Vct chịu sự ảnh hưởng
của nhiều yếu tố: sự tiết lưu của nhiên liệu qua lỗ nạp và lỗ thoát
ở đầu và cuối hành trình bơm, tính chịu nén của nhiên liệu, tính
đàn hồi, tác dụng giảm áp của bơm cao áp (của van cao áp ), sự rò
rỉ nhiên liệu qua khe hở giữa piston và xilanh bơm ..v.v…
1 – Tính chịu nén và đàn hồi của nhiên liệu:
Tính đàn hồi của các chi tiết trong hệ thống nhiên liệu (Ex đường
ống cao áp làm cho một phần nhiên liệu do piston cung cấp lưu lại
trong hệ thống nhiên liệu thuộc không gian cao áp mà không thể
phun vào xilanh động cơ Vct < Vlt giảm
2 – Tiết lưu:
Xảy ra trong giai đoạn đầu và cuối quá trình cung cấp nhiên liệu
khi đầu mép trên piston sắp đóng kín và mép dưới của piston mới
mở lỗ nhiên liệu trên xilanh, do đó tiết lưu trong giai đoạn này làm
cho Vct > Vlt
Giai đoạn đầu :
Sắp đóng kín lỗ nhiên liệu do ảnh hưởng tiết lưu áp suất trên
piston đạt áp suất mở van một lúc trước khi piston đóng kín lỗ
nhiên liệu do đó tiết lưu trong giai đoạn này làm cho Vct >Vlt
Giai đoạn cuối :
Giai đoạn cuối quá trình cung cấp nhiên liệu, tiết lưu làm cho áp
suất nhiên liệu trên piston vẫn còn giữ áp suất cao cung cấp
nhiên liệu cho kim phun trong giai đoạn nửa sau khi piston đã đạt
tới điểm kết thúc phun nhiên liệu Vct >Vlt.
Kết luận : hiện tượng tiết lưu làm hành trình có ích Se tăng và làm
cho Vct tăng tăng
3 – Nhiên liệu rò rỉ:
Qua các khe hở làm Vct giảm giảm
Tóm lai : tuỳ thuộc từng yếu tố mà có lúc Vct > hoặc < Vlt
III – ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH BƠM CAO ÁP: (đặc tính tốc độ)
Khi xác định đặc tính của bơm cao áp người ta lắp cả kim phun
và đường ống cao áp thành một hệ thống hoàn chỉnh do đó đặc
tính của bơm cao áp là đặc tính của cả hệ thống nhiên liệu. Theo hình 11: nc tăng. Aùp suất phun : (30 35)MN/m2
Ơû chế độ toàn tải (đường (1)) do ảnh hưởng của tính chịu nén
và đàn hồi lớn gct hầu như không tăng.
Còn khi giảm tải (ở chế độ tải nhỏ: đường (1) và (2)) thì hiện
tượng tiết lưu quyết định nên khi nc tăng thì gct tăng.
Theo hình : áp suất phun cao =(120 140 MN/mm2), do đó ảnh
hưởng của tính chịu nén và đàn hồi càng mạnh khi tăng nc, do đó
khi nc tăng gct giảm
Ơû toàn tải mức độ giảm gct nhiều hơn (đường 1)
Càng giảm tải, do ảnh hưởng tiết lưu tăng gct giảm chậm
hơn (đường 2-3)
HÌNH 22: Kim – Bơm cao áp rời
nhau
HÌNH 23: Kim – Bơm cao áp liền
nhau
CHƯƠNG VI
KIM PHUN
1
2
3
45
6
7
I – PHÂN LOẠI KIM PHUN:
1 – Căn cứ vào số lò xo trong kim:
- Kim phun thân kim có một lò xo.
- Kim phun thân kim có hai lò xo.
a – Kim phun thân có một lò xo:
HÌNH 24: Kim phun một lò xo.
:: Xem mô phỏng
1 – Thân kim 2 – Lỗ dầu đến
3 – Lò xo 4 – Cây đẩy
5 – Khâu nối 6 – Van kim
7 – Lỗ tia
b – Kim phun thân có hai lò xo: Một quá trình cháy êm dịu được BOSCH thực hiện bằng cách dùng hai lò xo trong thân kim phun phun nhiên
liệu trực tiếp vào buồng cháy động cơ, nó làm giảm bớt tiếng ồn, hạ thấp mức độ ô nhiễm môi trường. Tác
dụng chính của thân kim có hai lò xo là để tăng sự êm dịu cho quá trình cháy (tiếng ồn là nhỏ nhất).
Trên các loại ôtô nhỏ hiện nay như xe chuyên chở hàng hoá, hành
khách sử dụng buồng cháy trực tiếp, đều sử dụng kim phun có hai
lò xo. Kim phun có hai lò xo có thể sử dụng cho buồng cháy dự bị,
buồng cháy xoáy lốc.
Cấu tạo kim phun hai lò xo:
H1
H2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11H1 + H2
HÌNH 25 : Kim phun thân có hai lò xo.
:: Xem mô phỏng
H1:khoảng dịch chuyển ban đầu.
H2 : khoảng dịch chuyển chính (khoảng nâng kim).
Htot = H1 + H2 :khoảng nâng kim tổng cộng.
1 – Thân kim 7 – Chén chặn lò xo
2 – Miếng shim 8 – Miếng shim
3 – Lò xo thứ nhất 9 – ống cúp dầu
4 – Phần tử dẫn hướng 10 – Bộ phận trung gian
5 – Cây đẩy 11 – Khâu nối
6 – Lo ø xo thứ hai
Nguyên lý làm việc:
Việc điều chỉnh áp suất phun cũng giống như kim phun một lò xo.
Những lò xo kim phun hai lò xo cũng có cỡ chuẩn. Vào thời điểm
bắt đầu phun (lần phun thứ nhất), kim phun mở ra được vài phần
trăm mm (vào khoảng 0,03 0,06mm) do lò xo thứ nhất bị ép để
mở kim, cung cấp trước tiên một số ít nhiên liệu vào buồng cháy,
kết quả là sự tăng áp suất trong buồng cháy là không đáng kể.
Sau đó là toàn thể tiết diện ngang của kim được nâng lên do lò xo
thứ hai (mở hết cỡ) lưu lượng nhiên liệu được cung cấp liên tục vào
buồng cháy. Loại phun này là loại phun theo giai đoạn. Do đó sự
cháy lần phun trước, cộng với nhiên liệu cung cấp phần lớn là ở
lần phun sau, phối hợp lại dẫn đến quá trình cháy êm dịu xảy ra,
giảm bớt đáng kể tiếng ồn.
Aùp suất phun tuỳ thuộc theo nhà chế tạo quy định cho từng kim
phun vào khoảng (130 180)bar.
Tóm lại : sự hoàn thiện quá trình cháy khi được sử dụng kim phun
lò so là kết quả của sự điều chỉnh và phối hợp của :
Sự mở của lò xo thứ 1.
Sự mở của lò xo thứ 2.
Khoảng nâng ban đầu.
Khoảng nâng kim tổng cộng (Htot).
2– Căn cứ vào số lỗ tia và van kim:
- Kim phun hở.
- Kim phun kín.: kim phun kín được chia làm 2 loại:
1. Đót kín lỗ tia kín.
2. Đót kín lỗ tia hở.
a - Kim phun hở :
Loại này không có kim đóng kín ở đót kim, đường dẫn nhiên liệu
luôn luôn thông với xilanh qua các lỗ phun. Loại này ít sử dụng.
b – Kim phun kín:
Đót kín lỗ tia hở :
- Kim phun kín có nhiều lỗ
- Loại này ở đầu đót kim có đầu nhô ra dạng chỏm lồi, có từ (2
10) lỗ phun được khoan nghiêng so với đường tâm.
- Đường kính lỗ kim =(0,1 0,35)mm, góc giữa các lỗ phun
=1200 1500
- Loại này có 2 loại đót : ngắn và dài
- Ap suất phun :P =(150 180) KG/cm2
HÌNH 26: Kim phun loại đót kín lỗ tia hở.
Đót kín lỗ tia kín :
HÌNH 27: Kim phun loại đót kín lỗ tia kín.
:: Xem mô phỏng
- Loại này có một lỗ phun. Ơû đầu kim có một chuôi hình trụ hoặc
hình cône ló ra ngoài lỗ phun khoảng 0,5mm khi đóng kín.
- Aùp suất phun :P = (120 150) KG/cm2
- Dùng vòi phun để thực hiện quy luật cung cấp nhiên liệu bật
thang và làm êm dịu quá trình cháy vì vòi phun tiết lưu đã làm
giảm tốc độ cung cấp nhiên liệu ở giai đoạn đầu của quá trình
phun.
Figure 2
CHƯƠNG VII
ĐẶC TÍNH KIM PHUN
I – KHÁI NIỆM:
Đặc tính vòi phun là những đường cong biểu diễn biến thiên của
hàm số áp suất theo sản lượng nhiên liệu qua lỗ phun .
II – KIM PHUN HỞ :
1 – Giới thiệu chung :
- Tiết diện lưu thông của lỗ không thay đổi
- Tiết diện đường ống trong ống kim phun là không thay đổi
Ngoài kim phun ra không có một tiết diện nào nữa gây cản trở lưu
thông của nhiên liệu
2 – Các phương trình:
a – Phương trình Bernouillie cho 2 mặt cắt trước
và sau lỗ phun:
vì WI <<WII Coi WI =0
Py – Pc
=
: Hệ số tốc độ qua lỗ phun
Py – Pc
Qf
Figure 3
HÌNH 28: Đặc tính vòi phun
b – Phương trình lưu lượng qua lỗ phun:
(Kg/sec)
Hoặc (m3/s)
Nếu kể cả hệ số bóp dòng : (m3/s)
Trong đó : * : Hệ số lưu lượng của lỗ phun
* fc : Tiết diện lưu thông của lỗ phun
* : Hệ số bóp dòng
+ khi bắt đầu phun : Q =0 PY = PC
+ Đối với 0TMK :nKT =500 600 v/p, nMax = 2000
3600 v/p
nKT nMax, Py thay đổi (10 25) lần (áp suất phun biến động
rất lớn) vì thế khi thiết kế cố gắng đạt Py =150 MN/m2 (ở vòng
quay nNeMax) thì ở không tải :Py=(6 15) MN/m2 với giá trị này
chất lượng phun không tốt ở n lớn (Q lớn) chất lượng phun mới
đảm bảo. Ngoài ra loại kim phun hở có hiện tượng nhỏ giọt nhiên
liệu ở giai đoạn cuối phun muội than ge loại này ít dùng.
III – KIM PHUN KÍN:
1 – Giới thiệu chung :
Tiết diện lưu thông của lỗ không thay đổi ngoài lỗ ra còn có
một tiết diện giữa đế kim phun và kim phun (tiết diện giữa mặt
cône kim và đế) gây cản trở lưu thông của nhiên liệu.
2 – Đường đặc tính :
Khi áp suất trong không gian I đủ lớn : PY =P kim bắt đầu nhấc
lên.
a – Trường hợp không có hạn chế hành trình nâng
kim phun:
xmax
- Hiệu suất áp suất giữa không gian II &III :
P2 – PC = (1)
- Hiệu số áp suất giữa không gian I &II :
PY –P2 = (2)
2ax
f1
d1
do
I
Py
II, P2
III, Pc
Qf
Py= f(Qf)
(Có hạn chế)
Py= f(Qf)
P2= f(Qf)
x = f(Qf)
Py
Pz x
x = f(Qf)
x = f(Q2/3f)
x
Qf
HÌNH 29: Đặc tính của vòi phun kín có kim
fi = x.sin2
- d1 = trung bình trên mặt tựa đế ván.
- x = hành trình nâng kim phun (độ dịch
chuyển).
- 2 = góc cône của kim phun.
- = hệ số lưu lượng qua f1.
phương trình cân bằng lực của kim phun :
A+Bx =
P2.(3)
- A : lực nén trung bình của lò xo (N).
- B : độ cứng của lò xo (N/m).
từ (1), (2), (3) Py =f(Q )
P2 = f(Q ), x= f(Q )
Từ (3) x= f( ) : Q <1 x nằm trên đường bậc 1 (như
H.2)
Cộng (1) và (2) ta có :
PY – PC =
Khi có hạn chế hành trình nâng kim sau khi đạt xmax nếu tiếp
tục tăng Q thì Py sẽ thay đổi như vòi phun hở. Cả hai tiết diện f1max
và fc không đổi.
Ưu : lúc bắt đầu phun và kết thúc phun cũng như ở chế độ tải
trọng nhỏ (n thấp) chất lượng phun vẫn đảm bảo. Khi thay đổi phụ
tải và n không ảnh hưởng nhiều đến chất lượng phun.
Khuyết : đòi hỏi có độ chính xác cao gia công khó khăn.
Các thông số lò xo phải tính sao cho thích hợp, sao cho áp suất
nhiên liệu lúc bắt đầu nâng kim vào khoảng (15 20) MN/m2, hành
trình kim phun nhỏ (0,3 0,4)mm.
b – Co ù hạn chế hành trình nâng kim phun :
Kim phun nâng ở vị trí xmax, không nâng lên được nữa
f1 = = const
Py – Pc
=
CHƯƠNG VIII
PHUN NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL
I – CHẤT LƯỢNG PHUN NHIÊN LIỆU: Để đảm bảo chất lượng hình thành khí hỗn hợp trong xi lanh
động cơ phải phun nhiên liệu thành những hạt nhỏ kích thước đều
nhau ( hạt =5 50 ), muốn có những hạt nhỏ thì phải có áp suất
phun lớn :Pphun = (10 180)MN/m2
1 – Chất lượng phun nhiên liệu được thể hiện bằng độ
phun nhỏ và phun đều của nhiên liệu:
a – Độ phun nhỏ:
Được thể hiện qua tr b của các hạt chứa trong tia nhiên liệu,
khi n càng cao thời gian dành cho quá trình hoà trộn hỗn hợp càng
ngắn vì thế phải phun nhiên liệu độ hạt càng nhỏ (đặc biệt là
trong buồng cháy thống nhất) muốn có quá trình hình thành khí
hỗn hợp có chất lượng tốt tốc độ của nhiên liệu qua lỗ phun :
[Wnl ]= (150 400) m/s.
Wnl phụ thuộc :
- n và loại buồng cháy động cơ
- n tăng Wnl phải tăng
- buồng cháy thống nhất có Wnl > Wnl các loại buồng cháy
ngăn cách
Wnl đi qua lỗ phun có 4 (1và d =chiều dài và đường kính
lỗ phun) tính theo công thức sau :
Wnl = (1)
=0,7 0,8 :hệ số tốc độ của lỗ hình trụ
: hệ số giữa áp suất phun và áp suất trong buồng
cháy
thay vào (1) (2)
b – Độ phun đều:
Được thể hiện qua sự chênh lệch giữa thực tế của các hạt và
của các hạt trong tia.
2 – Thông thường xác định độ phun nhỏ và phun đều
dùng thực nghiệm :
Phương pháp thực nghiệm hiện nay là phun nhiên liệu lên mặt
phẳng có phủ một lớp glyxêrin hoặc nước thuỷ tinh, sau đó đem
chụp ảnh các vết hằn và phóng đại ảnh đó, đếm số hạt và đo
đường kính các hạt, trên cơ sở đó xây dựng đường đặc tính phun
nhiên liệu (H)
HÌNH 30: Đường đặc tính phun nhiên liệu.
Theo đường 1 : số hạt có đường kính nhỏ 10 tập trung, các hạt phun vừa nhỏ,
đều.
Đường 2 : vừa không nhỏ, không đều.
Đường 3 : hạt phun đều nhưng không nho.û
Như vậy :
- 2 nhánh đi lên và đi xuống của đường đặc tính
càng dốc thì d0ộ phun đều càng tốt.
- Nếu đỉnh của đường cong càng sát với trục tung thì
độ phun nhỏ càng tốt.
3 – Chất lượng phun nhiên liệu trong buồng cháy
động cơ phụ thuộc vào :
+ Aùp suất phun.
+ Các kích thước lỗ phun.
+ Số vòng quay cốt bơm cao áp.
+ Độ nhớt nhiên liệu.
+ Lực căng mặt ngoài nhiên liệu.
HÌNH 31: Các đường đặc tính phun nhiên liệu
Theo thực nghiệm :
Tăng Pf thì tốc độ lưu động của nhiên liệu qua lỗ phun tăng nên
kích thước các hạt tăng độ phun nhỏ của tia.
- P bc thống nhất = (20 40) (MN/m2).
- Động cơ cỡ lớn, nthấp = P =(70 100) (MN/m2).
- Động cơ cao tốc P =(150 180) (MN/m2).
- Buồng cháy ngăn cách : P =(10 50) (MN/m2).
Giảm lỗ phun tăng độ phun nhỏ và phun đều của tia nhiên
liệu: chất lượng phun càng tốt (phun sương mù) (H.b)
Tăng nbc/áp tăng tốc độ piston Bơm cao áp P tăng độ
phun nhỏ và phun đều tăng.
II – CẤU TẠO TIA NHIÊN LIỆU:
HÌNH 32: Cấu tạo tia nhiên liệu.
Sau khi ra khỏi lỗ kim phun dòng nhiên liệu được xác nhập
vào tạo thành tia nhiên liệu. Càng ra xa lỗ phun, tốc độ các hạt nl
trong tia càng giảm vì không khí nén trong buồng cháy gây sức
cản khí động đối với tia.
Phần nhiên liệu phun ra trước : được phun vào khu vực có P lớn
trong bình cháy do đó gặp khí động trong bình cháy rất lớn
chuyển động với vận tốc chậm (vận tốc của phần nhiên liệu này
giảm nhanh)
Phần nhiên liệu sau đó được phun vào môi trường mà tia nhiên
liệu đang vận động cùng chiều ở phía trước, gặp phải sức cản khí
động nhỏ chuyển động với vận tốc nhanh, vì vậy phần nhiên
liệu phun sau khi đuổi kịp phần nhiên liệu trước và gạt số nhiên
liệu trước ra ngoài rồi đi vào khu vực của mũi tia.
Chính vì lí do trên mà tia nhiên liệu được chia làm 2 phần có
đặc điểm khác nhau : phần lõi tia và phần vỏ tia.
Phần vỏ tia : có mật độ và kích thước hạt là nhỏ. Những hạt nl
có kích thước nhỏ nhất thường nằm ở ngoài cùng của vỏ tia.
Phần lõi tia : có mật độ và kích thước hạt là lớn có chuyển động
nhanh. Hạt lớn chứa nhiều năng lượng (chủ yếu là động năng).
Mỗi một đường cong ứng với 1 P buồng khí nén.
Do ảnh hưởng của sức cản không khí :W giảm nhanh, L tăng
dạng parabol, B tăng ra.
HÌNH 33: Quy luật biến thiên của chiều dài L, tốc độ W,
chiều rộng B của tia nhiên liệu theo góc quay trục cam dẫn
động bơm cao áp.
HÌNH 34: Diễn biến các giai đoạn phun nhiên liệu (ở n =
4200 vòng/ phút).
Ap suất phun = 1500 KG/cm2, đường kin lỗ tia = 0,121 mm.
Có 6 lỗ tia.
CHƯƠNG 1:::CHƯƠNG 2:::CHƯƠNG 3:::CHƯƠNG 4:::CHƯƠNG 5
CHƯƠNG 6 ::: CHƯƠNG 7 ::: CHƯƠNG 8 ::: CHƯƠNG 9
CHƯƠNG IX
CÁC PHƯƠNG PHÁP HÌNH THÀNH KHÍ
HỖN HỢP TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL
Figure 4
I – CÁC PHƯƠNG PHÁP HÌNH THÀNH KHÍ HỖN HỢP:
Đối với động cơ Diesel thì hỗn hợp cháy là hỗn hợp không
đồng nhất và tự bốc cháy. Vì vậy việc hình thành hỗn hợp trong
buồng cháy động cơ Diesel là việc rất quan trọng. Có 3 phương
pháp hình thành khí hỗn hợp trong buồng cháy động cơ Diesel:
- Phương pháp thể tích.
- Phương pháp màng.
- Phương pháp màng – thể tích.
1 – Phương pháp thể tích:
Nhiên liệu phun vào buồng cháy thành những hạt nhỏ phân
bố đều trong thể tích buồng cháy Vc , từ bề mặt các hạt nhiên liệu
bay hơi hoà trộn với không khí tạo thành hỗn hợp khí.
2 – Phương pháp màng:
Khi nhiên liệu phun vào tạo thành những màng bám trên
thành buồng cháy. Từ mặt màng nhiên liệu sẽ bay hơi hoà trộn với
không khí tạo thành hỗn hợp khí.
3 – Phương pháp màng thể tích:
Nhiên liệu phun vào chia làm hai phần:
- Một phần nhỏ dưới 30% gct sẽ được đưa vào trung tâm buồng
cháy.
- Phần còn lại có kích thước hạt tương đối lớn tạo thành màng
mỏng bám lên thành buồng cháy và nó tập trung cháy ở giai đoạn
3 để đạt công lớn (Limax).
II– HÌNH THÀNH KHÍ HỖN HỢP TRONG BUỒNG CHÁY THỐNG
NHẤT:
1 – Giới thiệu chung:
Buồng cháy thống nhất là buồng cháy mà toàn bộ Vbc nằm
trong một không gian thống nhất.
Thành phần buồng cháy gồm : nắp xi lanh (culasse), đỉnh
piston, xilanh,( hay đỉnh piston và xilanh đối với loại piston đối
đỉnh).
Nhiên liệu được phun trực tiếp vào không gian buồng cháy.
2 – Các loại buồng cháy thống nhất điển hình:
a: Sử dụng động cơ Gardner.
b: Sử dụng trên động cơ Caterpillar.
c: Sử dụng trên động cơ Renault.
d: Sử dụng trên động cơ Hesselmann.
e: Sử dụng trên động cơ Saurer.
f: Sử dụng trên động cơ Cittroen VW.
g: Sử dụng trên động cơ Mercedes – unic.
h: Sử dụng trên động cơ Willeme.
HÌNH 35: Các loại buồng cháy thống nhất.
3 – Phân loại buồng cháy thống nhất:
Theo đặc điểm đặt phần chủ yếu V buồng cháy:
- Bốc cháy trên đỉnh piston.
- Bốc cháy trên culasse.
- Bốc cháy vừa trên đỉnh piston.
- Bốc cháy đặt giữa hai đỉnh piston.
Theo đặc điểm hình thành khí hỗn hợp:
- Các buồng cháy mà quá trình hoà trộn giữa nhiên liệu và
không khí chủ yếu dựa hình dạng, kích thước, số lượng và phương
hướng của tia nhiên liệu với hình dạng kích thước của buồng cháy
còn sự vận động xoáy lốc của không khí trong buồng cháy là thứ
yếu.
- Buồng cháy mà sự vận động xoáy lốc của không khí gây một
tác dụng quyết định tới chất lượng hình thành khí hỗn hợp.
a – Buồng cháy thống nhất không
tận dụng xoáy lốc dòng khí:
HÌNH 36: Buồng cháy thống nhất không tận dụng xoáy lốc
dòng khí.
Buồng cháy loại này có hình dạng vật tròn xoay cùng trục với
xilanh, có tỉ số lớn
( = 0,75 0,9)
Nhiên liệu phun với áp suất phun :
+ Pphun =(20 60) MN/m2 và phun nhiều lỗ (5 10)lỗ, các
lỗ có đường kính nhỏ (d=0,15 0,25)mm.
+ Góc chùm tia nhiên liệu = (90 –1200).
+ Tia nhiên liệu tới sát thành buồng cháy nhưng không
chạm vào thành.
Ưu điểm:
o Kết cấu buồng cháy đơn giản, hiệu suất cao do nhiệt truyền
qua thành buồng cháy ít và không tổn thất lưu động dòng khí đến
ge nhỏ.
o Dễ khởi động do nhiệt cuối quá trình nén quá cao đến không
cần bougie xông máy.
Khuyết điểm :
o dùng cho loại buồng cháy này lớn ( =1,7 2). Nếu nhỏ hơn
động cơ sẽ nhả khói đen do không tận dụng xoáy lốc (chưa hoà
trộn hỗn hợp tốt).
o Rất nhạy cảm với sự thay đổi n (số vòng quay) vì khi n thay đổi
thì P phun thay đổi rõ rệt chất lượng hình thành khí hỗn hợp.
o Tốc độ tăng áp suất trong buồng cháy lớn do bay hơi và hoà
trộn giữa nhiên liệu và không khí trong thời gian cháy trễ rất mãnh
liệt và thời gian cháy trễ dài ( P/ =1.5MN/m2 độ ).
o Khi thay đổi nhiên liệu ảnh hưởng đến chất lượng phun ra
và hình thành hỗn hợp.
o Hệ thống nhiên liệu đòi hỏi chính xác, có tuổi thọ thấp do áp
suất phun cao và hay bị nghẹt các lỗ tia có hoặc lỗ tia quá nhỏ.
Phạm vi sử dụng :
- Động cơ tỉnh lại.
- Tàu thuỷ.
- Tàu hoả tốc độ chậm.
- Một vài trường hợp dùng trên ôtô với xilanh tương đối lớn D
120mm
b – Buồng cháy thống nhất tận dụng
xoáy lốc dòng khí:1) Buồng cháy loại A :
HÌNH 37: Buồng cháy loại A.
Buồng cháy loại này có hình vật tròn xoay cùng trục xilanh,
khoét sâu trong đỉnh piston.
- dB/D =0,35 0,75
- VB/VC =0,75 0,9
- Phưong pháp hình thành hỗn hợp là phương pháp màng
thể tích :
Ưu điểm :
- Tốc độ tăng áp suất P/ không lớn lắm đến động cơ làm
việc êm.
- Động cơ làm việc được với =1,5 1,7 ( tương đương nhỏ) (do
tận dụng đươc năng lượng của không khí vào việc hoà trộn hỗn
hợp đến động cơ làm việc ở nhỏ mà không có hiện tượng nhả
khói đen).
- Chất lượng hình thành khí hỗn hợp ít phụ thuộc vào n.
- Chất lượng hình thành khí hỗn hợp ít phụ thuộc vào tính chất lí
hoá nhiên liệu.
- Dễ khởi động, tính kinh tế cao.
Khuyết điểm :
- Tổn thất nhiệt qua thành buồng cháy lớn, lưu động dòng khí
lớn đến tổn thất lưu động.
- Kết cấu đỉnh piston phức tạp đến nặng đén lưu quán tính tịnh
tiến lớn đến lưu tác dụng lên chi tiết cao.
Phạm vi sử dụng:
Được sử dụng rộng rãi trên ôtô vận tải.
2) Buồng cháy loại B:
HÌNH 38: Buồng cháy loại B.
- Nhờ phương pháp hình thành hỗn hợp màng với quá trình
M( Meuner) do kỹ sư S.Meuner đề xướng thực hiện trong buồng
cháy M.A.N (loại B) khắc phục được nhược điểm loại A.
- Buồng cháy loại B có dạng hình cầu có đường kính bằng 0,5 D
khoét sâu trong đỉnh piston và đồng trục với xilanh. Phun dầu nhớt
làm mát ở dưới đỉnh piston nhằm mục đích tạo cho đỉnh piston có
nhiệt độ = (200 400)0.
- Nhiên liệu được phun qua vòi phun 1, 2 lỗ. Kim phun được đặt
nghiêng để tia nhiên liệu tạo với buồng cháy một góc = 50
- Phương pháp màng thể tích, không khí có chuyển động tiếp
tuyến (quay tròn) nhờ bố trí ống nạp tiếp tuyến với xilanh và bị
xoáy mạnh do kết cấu đỉnh piston như hình vẽ, chiều chuyển động
tiếp tuyến quay của không khí cùng chiều với tia nhiên liệu.
- Nhiên liệu khi phun vào do khoảng cách từ lỗ phun đến điểm
chạm bé đến góc tới của nhiên liệu nhỏ. Dòng khí chuyển động
cùng chiều với tia nhiên liệu. Nên một phần rất nhỏ (5%) được
phân bố vào V bc xé nhỏ và bay hơi, phần lớn trám lên thành
buồng cháy thành màng mỏng ở một diện tích lớn. Phần nhiên liệu
bay hơi trước cuốn vào tâm buồng cháy và có nhiệt độ lớn nhất
đến bốc cháy trước.
- Do thành buồng cháy không nóng quá, nhiên liệu ở dạng
màng không bị phá huỷ. Tuy nhiên với nhiệt độ thành buồng cháy
cộng thêm chuyển động xoáy lốc của không khí mạnh đến nhiên
liệu bay hơi nhanh và tạo thành hỗn hợp do đó hỗn hợp bị cuốn
dần vào và tiếp tục cháy nhờ ngọn lửa bốc cháy ban đầu do đó
nhiên liệu từ màng bay hơi lên càng nhanh và bốc cháy càng
mạnh.
Ưu điểm:
Ngoài việc thừa hưởng những ưư điểm của buồng cháy thống
nhất nó còn có những ưu điểm nổi bật sau :
- Sử dụng được nhiều loại nhiên liệu.
- Động cơ làm việc êm, nhỏ P Zmax thấp (P
Zmax=6 7)MN/m2
Khuyết điểm :
- Động cơ buồng cháy loại A có một khuyết điểm là không
khống chế được quá trình bốc cháy, cháy ở giai đoạn hai còn nhiều
(30 50)%, do đó động cơ làm việc không êm, PZMAX lớn.
- Kết cấu đỉnh piston phức tạp, đầu piston dài, điều kiện làm
viêc của segmnes khó khăn.
- Động cơ có D 200mm thì việc tạo màng trên một diện tích
lớn rất khó thực hiện.
Phạm vi sử dụng :
-Được sử dụng ở động cơ có D = (100 130)mm rất có
hiệu quả, với tính kinh tế và động lực khá cao (ge = 230 g/KW >h,
Pe = (0,65 0,75)MN/m2).
III – HÌNH THÀNH KHÍ HỖN HỢP TRONG BUỒNG CHÁY
NGĂN CÁCH:
Thường chia làm hai phần nối nhau bằng các họng thông.
Buồng cháy chính nằm ở thân máy hay culasse (nắp máy).
1 – Hình thành khí hỗn hợp trong buồng cháy dự bị:
HÌNH 39: Buồng cháy dự bị.
1 – Kim phun 4 – Lỗ thông
2 – Buồng cháy dự bị 5 – Buồng cháy chính
3 – Họng phun 6 – Bougie xông máy
Thể tích buồng cháy chia làm hai phần :
Buồng cháy dự bị đặt trên culasse chiếm khoảng (0,25 0,4) V
toàn bộ buồng cháy.
Buồng cháy chính là phần còn lại và đặt trực tiếp trong không
gian của xilanh. Buồng cháy dự bị nối với buồng cháy chính bằng
mộy lỗ thông nhỏ. Trên đường tâm của đường cháy dự bị người ta
đặt vòi phun một lỗ.
a – Đặc điểm hình thành khí hỗn hợp:
Trong hành trình nén không khí được đẩy từ buồng cháy chính
lên buồng cháy dự bị. Chênh lệch áp suất giữa V chính và phụ
bằng (0,3 0,8) do đó dòng khí đi vào buồng cháy dự bị với vận tốc
lớn gây ra vận động xoáy lốc trong buồng cháy dự bị không khí
hoà trộn tốt với nhiên liệu trong buồng cháy dự bị
Sau khi phun nhiên liệu trong buồng cháy dự bị hỗn hợp trong
buồng cháy bốc cháy trước làm P và nhiệt độ trong buồng cháy dự
bị nhanh chóng tăng lên và > rất nhiều so với P và nhiệt độ trong
buồng cháy chính sẽ làm cho toàn bộ hỗn hợp SVC + nhiên liệu
chưa cháy + không khí di chuyển sang buồng cháy chính với một
tốc độ lớn
Sau khi chuyển sang buồng cháy chính số nhiên liệu còn lại
chưa cháy tiếp tục bốc hơi và cháy. Ơû đây có sự lưu động với vận
tốc lớn của hỗn hợp sang buồng cháy chính tạo điều kiện hoà trộn
tốt. Lỗ thông giữa buồng cháy dự bị và buồng cháy chính thường
rất nóng là điều kiện tốt cho sự bốc hơi của nhiên liệu khi đi qua lỗ
này do đó giảm thời gian cháy trễ như thời gian toàn bộ quá trình
cháy.
Tóm lại : Tác dụng chính của buồng cháy dự bị là sử dụng một
phần năng lượng của nhiên liệu chưa cháy và sản vật cháy sang
buồng cháy chính để cháy tiếp. P phun không lớn lắm. Pphun =(8
15)(MN/m2), có thể sử dụng vòi phun hở một lỗ.
Ưu điểm:
- Động cơ có thể làm việc được với tương đối nhỏ
=1,2 1,4. Pe tương đối lớn Pe =(0,65 0,75)(MN/m2).
- Có thể sử dụng nhiều loại nhiên liệu khác nhau.
- không lớn lắm, = (0,2 0,85)MN/m2 đo.ä
- P Znhỏ = (4,5 6) (MN/m2).
- Rất nhạy cảm với số vòng quay động cơ
Khuyết điểm :
- Khó khởi động (để khắc phục khuyết điểm này bằng
cách dùng bougie xông máy).
- ge lớn : ge = (250 295)g/KWh là vì :
+ Có một phần năng lượng bị tổn thất do
vận động xoáy lốc mạnh trong buồng cháy.
+ Một phần năng lượng bị tổn thất để khắc
phục sức cản lưu động qua lỗ thông tương đối nho.û
+ Cấu tạo nắp culasse phức tạp.
2 – Hình thành khí hỗn hợp trong buồng cháy xoáy lốc:
HÌNH 40: Buồng cháy xoáy lốc.
1 – Kim phun 3 – Buồng cháy xoáy lốc
2 – Bougie xông máy 4 – Buồng cháy chính
Vbuồng cháy xoáy lốc gồm hai phần :
- Buồng cháy xoáy lốc có hình dạng cầu hoặc trụ đặt trên
culasse hoặc trên thân động cơ. vxoáy lốc = (40 60)% Vc .
- Buồng cháy chính đặt trực tiếp trên xilanh.
Hai buồng cháy được thông với nhau bằng một hoặc vài lỗ
thông có tiết diện tương đối nhỏ (tiết diện 1 1,5% diện tích Vc và
lớn dần về phía buồng cháy chính).
Nhiên liệu được phun qua một lỗ phun, P phun = 8 15 MN/m2
(áp suất phun nhỏ) đặt ở buồng cháy xoáy lốc hướng tiếp với
chiều dòng khí.
Khi piston đi lên trong hành trình nén, không khí bị dồn về
buồng xoáy lốc, chênh lệch áp suất giữa buồng chính và xoáy lốc
khoảng (0,1 0,2)MN/m2 .
Tốc độ dòng khí đạt max cách ĐCT khoảng 400. Cuối quá trìmh
nén nhiên liệu phun vào, tia nhiên liệu xoáy lốc với không khí rất
mạnh, nhiên liệu ở vỏ ngoài bị bốc hơi trước và bị xé nhỏ, bay hơi
tạo thành hỗn hợp và bốc cháy do đó sẽ bị cuốn tới vùng họng
ở đây nhiệt độ cao nhất và hỗn hợp tiếp tục cháy, nhiệt độ và áp
suất ở buồng cháy xoáy lốc rất cao, lúc này chênh lệch áp suất
buồng xoáy lốc và buồng chính khoảng (0,4 0,5) MN/m2.
Nhờ có dòng khí và nhiên liệu chuyển động mạnh từ buồng
cháy xoáy lốc ra đến mỗi chất trong không gian trên đỉnh piston
chuyển động mạnh đồng thời được sấy nóng qua họng thông đến
nhiên liệu cháy có điều kiện tốt để bốc hơi và hoà tan với không
khí đến giúp cho nhiên liệu cháy hoàn toàn hơn.
Ưu điểm :
- Động cơ làm việc với nhỏ ( =1,2 1,4).
- Động cơ làm việc êm, nhỏ ( =0,3 0,5
MN/m2).
- P Z không lớn lắm (PZ = 5,5 6,5 MN/m2 độ).
- Sử dụng được nhiều nhiên liệu.
- Động cơ làm việc ổn định khi n và phụ tải thay đổi.
- Hệ thống nhiên liệu ít bị hư hỏng.
- Hệ thống nhiên liệu ít bị hư hỏng, áp suất phun
thấp, kim phun có 1 lỗ tia.
Khuyết điểm :
- thấp.
- ge lớn, ge = (240 265)g/KWh là vì :
+ Vận động rối.
+ Sức cản của lỗ thông.
+ Fw/Vc lớn.
- Động cơ khó khởi động.
- Cấu tạo culasse phức tạp, khó bố trí supap.
- Ở khu vực đỉnh piston đối diện họng thông có nhiệt
độ rất lớn.
Phạm vi sử dụng :
Dùng trên động cơ cao tốc, D tương đối nhỏ.