Kim phun động cơ Diesel: thiết bị và nguyên lý hoạt động

2024 Tác giả: Erin Ralphs | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-19 20:06

Nhu cầu đặt ra đối với động cơ diesel hiện đại về công suất, hiệu suất và thân thiện với môi trường đang ngày càng trở nên cao hơn. Để đáp ứng các yêu cầu này, phải đảm bảo sự tạo thành hỗn hợp tốt. Để làm được điều này, các động cơ được trang bị hệ thống phun nhiên liệu hiện đại và hiệu quả. Chúng không chỉ có khả năng cung cấp tia phun tốt nhất do áp suất cao hơn, mà còn có thể điều chỉnh thời điểm phun và lượng nhiên liệu cung cấp cho xi lanh với độ chính xác cao. Hệ thống như vậy tồn tại và đáp ứng đầy đủ tất cả các yêu cầu cao đó. Đây là một kim phun động cơ diesel. Nó là một bộ phận phun riêng biệt cho mỗi xi lanh trong động cơ. Bộ phận này được điều khiển bởi một bộ phận điện tử.

Ý tưởng Diesel

Về việc tạo ra một nút trong đó vòi phun và bơm nhiên liệu sẽ được kết hợp,tự nghĩ mình là người tạo ra những động cơ này - Rudolf Diesel.

Điều này sẽ cho phép bạn tránh xa các đường ống dẫn nhiên liệu và đường ống áp suất cao, do đó làm tăng áp suất phun. Nhưng vào thời của Diesel, những cơ hội tồn tại cho đến ngày nay vẫn chưa tồn tại.

Mô tả Hệ thống

Máy bơm kim phun động cơ diesel là một máy bơm và kim phun cung cấp nhiên liệu, được kết hợp trong một bộ phận. Như trong máy bơm phun có vòi phun, việc phun dựa trên các yếu tố này có thể thực hiện một số nhiệm vụ nhất định. Hệ thống tạo đủ áp suất, cung cấp một phần nhất định hỗn hợp nhiên liệu vào đúng thời điểm. Có một máy bơm riêng cho mỗi buồng đốt. Đó là lý do tại sao bây giờ bạn có thể tìm thấy động cơ ở những nơi không có đường dẫn nhiên liệu áp suất cao, động cơ này sử dụng động cơ có bơm nhiên liệu áp suất cao.

Sự thật lịch sử

Hệ thống tiêm này không phải là một sự phát triển mới. Kim phun động cơ diesel được lắp đặt trên ô tô vào cuối những năm 30. Lần đầu tiên, thiết kế được thử nghiệm trên động cơ diesel cho các phương tiện vận tải đường sắt, hàng hải và hàng hóa. Tất cả kỹ thuật này được thống nhất bởi một điều - tốc độ thấp. Các tính năng của các động cơ này là sự hiện diện của một máy bơm riêng biệt cho mỗi xi lanh và các đường áp suất ngắn đi đến vòi phun. Các phần tử được điều khiển bởi bộ đẩy và bộ đệm.

Lần lượt bắt đầu sử dụng các hệ thống như vậy trên xe tải từ năm 1944. Trên xe du lịch - từ năm 1988. Năm 1938, công ty Detroit-Diesel, lúc đó thuộc về TổngĐộng cơ, bộ phận đầu tiên như vậy được tạo ra, trong đó hệ thống động cơ diesel với vòi bơm được sử dụng. Mặc dù thiết bị được phát triển ở Hoa Kỳ, các thiết kế kiểu này cũng được phát triển ở Liên Xô.

Động cơ YaAZ-204 đầu tiên được trang bị vòi phun như vậy đã có vào năm 1947. Nhưng các đơn vị này được sản xuất theo giấy phép của Detroit-Diesel. Khối năng lượng này, và sau đó là động cơ sáu xi-lanh đã được sửa đổi, được sản xuất cho đến năm 1992.

Năm 1994, thiết bị và hoạt động của kim phun động cơ diesel đã được các kỹ sư Volvo chú ý. Công ty sản xuất chiếc xe tải FH12 đầu tiên có vòi phun kiểu này. Sau đó, họ sẽ bắt đầu trang bị những chiếc xe tải Scania và Iveco của họ với cùng một đơn vị.

Trong số các xe du lịch, hệ thống này lần đầu tiên được sử dụng trên Volkswagens. Kim phun động cơ diesel Volkswagen xuất hiện vào năm 1998. Vào cuối những năm 90, động cơ với hệ thống như vậy đã chiếm 20% thị trường ô tô.

Thiết bị

Vì vậy, chúng ta hãy xem xét kim phun động cơ diesel là gì. Thiết bị của nó cực kỳ đơn giản. Trong phần thân của thiết bị có trực tiếp vòi phun, bộ phận định lượng, cũng như bộ phận nguồn. Nhờ bộ truyền động điện này, kim phun đơn vị có những ưu điểm nhất định so với các hệ thống truyền thống. Do đó, thời gian chuyển động của chất lỏng dễ cháy dưới áp suất cao được giảm đáng kể. Nó cũng làm tăng hiệu suất thủy lực và giảm trọng lượng.

Đầu phun thế hệ mới nhất được trang bị máy bơm có khả năng cung cấp áp suất đủ cao (lên đến 2.500 bar). Chúng có thể phản hồi ngay lập tức các lệnh từ ECU, nơi thu thập và phân tích thông tin hiện tại từ các cảm biến bên ngoài. Dựa trên những dữ liệu này, lượng hỗn hợp cần thiết và thời gian phun được xác định. Điều này làm cho nó có thể đạt được các giá trị công suất tối ưu cho các điều kiện hoạt động nhất định. Ngoài ra, các thiết bị còn giúp tiết kiệm nhiên liệu diesel, giảm thiểu khí thải độc hại vào khí quyển và giúp giảm tiếng ồn từ động cơ đang hoạt động. Và cuối cùng, thiết bị rất nhỏ gọn và có thể được đặt trong đầu xi lanh. Bạn cũng có thể lắp đặt các bộ phận và cụm lắp ráp khác ở đó.

Vòi phun được thiết kế để tạo hỗn hợp hiệu quả nhất. Đối với điều này, các kỹ sư đã cung cấp cho các giai đoạn - đây là bước tiêm sơ bộ, chính và bổ sung. Sơ bộ cho phép quá trình cháy trơn tru tại thời điểm của pha chính, khi đảm bảo sự hình thành chất lượng cao của hỗn hợp làm việc ở các chế độ vận hành động cơ khác nhau. Cần có thêm một cái cho các quy trình tái sinh trong bộ lọc hạt.

Nguyên lý kim phun cơ học

Kim phun động cơ diesel được lắp trực tiếp vào đầu xi lanh. Trên trục cam có bốn cam đặc biệt. Chúng phục vụ để khởi động bộ truyền động kim phun. Với sự trợ giúp của các cánh tay quay, lực được truyền đến các vòi bơm bằng các pít tông.

Cam dẫn động có cấu hình đặc biệt giúp tăng nhanh, và sau đó hạ thấp bánh lái chậm. Khi lần cuối cùng tăngpít tông nhanh chóng bị ép xuống. Điều này tạo ra áp suất phù hợp. Khi từ từ hạ thanh chắn xuống, pít tông đi lên. Điều này cho phép nhiên liệu đi vào buồng áp suất cao mà không có bọt khí.

Quá trình phun tự diễn ra khi áp dụng điện áp điều khiển từ ECU đến van điện từ.

Giai đoạn tiêm

Hãy cùng tìm hiểu kỹ hơn về nguyên lý hoạt động của kim phun động cơ diesel. Khi, dưới tác động của rocker, pit tông di chuyển xuống, hỗn hợp dễ cháy chảy qua các kênh vào các vòi phun. Khi van đóng, dòng chảy của động cơ diesel bị cắt. Áp lực bắt đầu tăng lên. Khi đạt đến mức 13 MPa, kim phun sẽ thắng lực lò xo. Sau đó, giai đoạn tiền tiêm sẽ bắt đầu.

Ngay khi van bắt đầu mở, giai đoạn trước kết thúc và hỗn hợp nhiên liệu được dẫn qua đường cung cấp. Áp suất bắt đầu giảm. Tùy thuộc vào chế độ vận hành động cơ, một hoặc hai giai đoạn sơ bộ có thể được thực hiện.

Khi pít tông di chuyển xuống, hành trình phun chính bắt đầu. Van đóng lại, áp suất nhiên liệu lại tăng lên. Khi đạt đến mức 30 MPa, kim phun sẽ vượt qua lực ép và đi lên, từ đó bắt đầu quá trình phun. Khi áp suất tăng càng cao, nhiên liệu sẽ bị nén nhiều hơn. Lượng dầu diesel và không khí có thể đi vào xi lanh được tăng lên.

Nguồn cấp tối đa (và nó được thực hiện khi động cơ đang chạy ở chế độ cao điểmnăng lượng), được thực hiện ở áp suất 220 MPa. Việc mở van hoàn thành giai đoạn phun chính. Áp suất giảm, kim đóng lại.

Một giai đoạn phun bổ sung được thực hiện khi pít-tông tiếp tục di chuyển xuống. Nguyên lý hoạt động của thiết bị ở giai đoạn này giống như tiêm chính. Thông thường, thuật toán được thực hiện theo hai giai đoạn.

Nếu chúng ta xem xét thiết bị của bơm-kim phun của động cơ diesel TDI, thì nó có thể được trang bị một cảm biến giám sát việc nâng kim. Vị trí của kim là cần thiết bởi bộ phận điều khiển, nơi các bơm nhiên liệu cũng được điều khiển bằng điện tử.

Lợi ích

Trong khi hệ thống đường sắt chung sử dụng bộ phun pin, bộ phun của bộ phận cung cấp hỗn hợp nhiên liệu ở áp suất cao hơn do không có đường dài.

Chúng thường có thể bị phá hủy trong quá trình vận hành xe. Đây là liên kết yếu trong các hệ thống điện cổ điển. Kim phun bơm cho phép nạp nhiều nhiên liệu hơn vào buồng đốt. Điều này sẽ làm cho việc phun hiệu quả hơn. Động cơ được trang bị các đơn vị như vậy mạnh hơn.

Ngoài ra, động cơ có kiểu phun này ít ồn hơn so với các động cơ khác. Nhưng với Common Rail hoặc bơm phun, kim phun của máy bơm vẫn sẽ nhỏ gọn hơn.

Flaws

Nhưng cũng có những nhược điểm. Nhược điểm nghiêm trọng nhất là yêu cầu cao về chất lượng nhiên liệu. Sự tắc nghẽn nhỏ nhất cũng đủ để hệ thống ngừng hoạt động. Tiêu cực thứ hai là giá cả.

Gần như không thể sửa chữa bộ phận lắp ráp chính xác này bên ngoài nhà máy. Một nhược điểm nữa là khi gặp áp suất cao, các nút này thường làm gãy các khe tiếp đất trong lốc máy.

Cách bảo dưỡng kim bơm?

Như bạn có thể thấy, những nút này đòi hỏi rất cao về chất lượng của động cơ diesel, và nó còn chưa cao ở nước ta và trong CIS. Để không phải thay đổi bộ phận đắt tiền này thường xuyên, bạn nên thường xuyên thay nhiên liệu, không khí và tất cả các bộ lọc khác, mua vật tư tiêu hao ban đầu.

Về xả

Thông thường, các chủ xe quan tâm đến cách làm sạch bơm kim phun trên động cơ diesel. Các chuyên gia không khuyên bạn nên xả nước - điều này không tốt cho bất kỳ vòi phun nào. Tốt hơn là nên thay bộ lọc và đổ xăng tại các trạm xăng đã được kiểm chứng.

Xả trên băng ghế dự bị phù hợp nếu có hiện tượng phun sương kém chất lượng - chạy không tải không ổn định và các vấn đề tương tự. Được phép rửa trong bể siêu âm khi kim hoàn toàn bị kẹt. Nếu vòi phun đang đổ, thì không có gì sẽ giúp ích ở đây. Để giặt giũ, bạn có thể sử dụng các sản phẩm LAVR và VINS đang được ưa chuộng hiện nay.

Nói chung, nếu kim phun không hoạt động, tốt nhất là bạn nên bảo dưỡng và thay thế các bộ phận không hoạt động. Việc xả nước chỉ hữu ích nếu nút bằng cách nào đó hoạt động.

Kết

Vì vậy, chúng tôi đã tìm hiểu kim phun động cơ diesel là gì và thiết bị của nó là gì. Như bạn có thể thấy, đây là một phần tử không thể thiếu của hệ thống cung cấp năng lượng động cơ diesel. Anh ấy cóthiết kế công nghệ tiên tiến hơn, nhưng rất khắt khe về chất lượng nhiên liệu.