Giáo trình nghề Công nghệ ôtô - Mô đun: Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống nhiên liệu động cơ diesel (Phần 2)

17 BÀI 4 : SỬA CHỮA BƠM THẤP ÁP (BƠM CHUYỂN NHIÊN LIỆU) THỜI GIAN(giờ) Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra 12 03 09 0 MỤC TIÊU - Phát biểu đúng yêu cầu, nhiệm vụ của bơm chuyển nhiên liệu - Giải thích được cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm chuyển nhiên liệu - Tháo lắp, nhận dạng và kiểm tra, sửa chữa được bơm chuyển nhiên liệu đúng yêu cầu kỹ thuật - Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học sinh NỘI DUNG 1. Nhiệm vụ, yêu cầu của bơm chuyển nhiên liệu 1.1. Nhiệm vụ Bơm chuyển nhiên liệu có nhiệm vụ hút nhiên liệu từ thùng chứa cung cấp vào khoang nhiên liệu thấp áp của bơm cao áp với một áp suất ổn định nhất định 1.2. Yêu cầu Phải đảm bảo được nhiên liệu từ thùng chứa cung cấp vào khoang nhiên liệu thấp áp của bơm cao áp với một áp suất ổn định 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4 7 10 6 13 7 4 11 12 (a) (c) (b) Hình 2.1.Bơm chuyển nhiên liệu kiểu pít tông (a), kiểu bánh răng (b) và kiểu cánh gạt (c) 1- Cam; 2- Con đội con lăn và thanh đẩy; 3- Lò xo bơm; 4- Cửa cấp nhiên liệu; 5,8- Van một chiều; 6- Bơm tay kiểu pít tông (bơm mồi); 7- Cửa hút nhiên liệu; 9- Pít tông bơm; 10- Cặp bánh răng bơm; 11- Van an toàn; 12- Rô to và cánh gạt; 13- Van một chiều. 18 2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm chuyển nhiên liệu 2.1. Cấu tạo Các hệ thống nhiên liệu diesel thường sử dụng một trong các loại bơm sau: bơm pít tông bơm bánh răng và bơm cánh gạt. Bơm pít tông thường gặp cung cấp nhiên liệu cho bơm Bosch, trong khi bơm bánh răng và bơm cánh gạt thường gặp trong hệ thống nhiên liệu dùng bơm cao áp phân phối và bơm cao áp - vòi phun. 2.2 Nguyên lý hoạt động. - Bơm pít tông (hình 2-1.a) được dẫn động từ cam 1. Khi cam quay xuống, lò xo 3 đẩy pít tông 8 đi xuống ép nhiên liệu ở không gian phía dưới pít tông làm cho van một chiều 5 đóng lại và nhiên liệu bị đẩy sang đường cấp nhiên liệu 4 đến bơm cao áp. Lúc này không gian phía trên pít tông có độ chân không nên van một chiều 8 mở và nhiên liệu được hút từ thùng chứa qua cửa hút 7 vào không gian này. Khi cam đẩy pít tông nén lò xo 3 và đi lên, van 8 đóng lại, nhiên liệu từ khoang phía trên pít tông được bơm qua van 5 mở đi xuống không gian phía dưới pít tông. Tiếp theo, chu trình được lặp lại như trên. Bơm tay 6 dùng để bơm nhiên liệu lên bơm cao áp và xả khí trước khi khởi động động cơ. Khi kéo cần pít tông bơm tay thì van 5 đóng lại, 8 mở, nhiên liệu được hút vào xi lanh của bơm, khi đẩy cần bơm thì van 8 đóng lại, van 5 mở và nhiên liệu được bơm vào đường cấp nhiên liệu 4. Bơm chuyển nhiên liệu kiểu bánh răng (hình 2.1.b) có nguyên lý hoạt động hoàn toàn giống bơm dầu kiểu bánh răng dùng trong hệ thống bôi trơn. Bơm có thể được trang bị thêm bơm tay 6 kiểu pít tông như trên hình để bơm nhiên liệu lên hệ thống và xả khí trước khi khởi động động cơ. Vì lắp kết hợp bơm tay kiểu pít tông nên phải có các van một chiều 13. - Bơm cánh gạt thuộc dạng bơm rô to. Rô to 11quay mang theo các cánh gạt chuyển động và gạt nhiên liệu từ của hút sang cửa cấp nhiên liệu lên bơm cao áp. Van an toàn 10 là một van lò xo sẽ mở xả bớt nhiên liệu từ đường cấp về đường hút khi áp suất ở đường cấp nhiên liệu vượt quá giới hạn qui định. 3. Hiện tượng, nguyên nhân sai hỏng và phương pháp kiểm tra, sửa chữa bơm chuyển nhiên liệu 3.1. Hiện tượng và nguyên nhân hư hỏng. - Bơm chuyển nhiên liệu thấp áp bị mòn hỏng không cung cấp đủ lưu lượng yêu cầu cho bơm cao áp. Các hư hỏng chủ yếu của bơm thấp áp là mòn các chi tiết chính như pít tông và xi lanh trong bơm pít tông, các bánh răng và vỏ bơm trong bơm bánh răng, rô to, cánh gạt và thân trong bơm cánh gạt. Các hư hỏng khác như mòn hoặc liệt các van một chiều, lò xo bơm yếu, hỏng hoặc các chi tiết dẫn động bị mòn cũng sẽ làm cho bơm không cung cấp đủ lưu lượng yêu cầu. - Khe hở giữa pít tông và xi lanh bơm thấp áp không được vượt quá 0,25 mm. Đối với bơm bánh răng, khe hở giữa đỉnh răng và thành bơm, khe hở giữa mặt đầu bánh răng và đáy bơm cũng như khe hở giữa các răng ăn khớp không được vượt quá 0,2 mm. 3.2. Phương pháp kiểm tra và bảo dưỡng sửa chữa. 3.2.1. Phương pháp kiểm tra - Ta tiến hành kiểm tra bên ngoài bằng mắt thường hoặc các thiết bị chuyên dung để kiểm tra than bơm, lò xo, pittông, bơm tay và các van 19 - Muốn kiểm tra cụ thể hư hỏng của từng chi tiết thì ta phải tháo rời các bộ phận của bơm chyển nhiên liệu và sử dụng các dụng cu đo chính xác để xác định độ hư hỏng của bơm. 3.2.2. Bảo dưỡng và sửa chữa. - Cụm chi tiết quan trọng của hệ thống cấp nhiên liệu thấp áp là bơm chuyển nhiên liệu. Hiện tượng mòn các chi tiết chính của bơm như đã nói ở trên sẽ làm giảm lưu lượng cung cấp của bơm, do đó cần phải kiểm tra sửa chữa. Trong điều kiện cung cấp phụ tùng thuận lợi, các chi tiết mòn hỏng của bơm như pít tông trong bơm chuyển nhiên liệu kiểu pít tông, cặp bánh răng trong bơm chuyển kiểu bánh răng và các cách gạt của bơm cánh gạt và các van một chiều cũng như các loại lò xo thường được thay mới. Riêng thân bơm thì được phục hồi sửa chữa. - Đối với bơm pít tông, xi lanh bơm mòn có thể được sửa chữa bằng cách doa mài hết phần mòn méo và các vết rỗ, vết lõm, đạt độ bóng và độ côn méo theo yêu cầu và lắp pít tông mới có kích thước phù hợp, đảm bảo khe hở lắp ghép trong phạm vi 0,015-0,03 mm. Thanh đẩy và lỗ dẫn hướng cũng được sửa chữa theo phương pháp tương tự. Nếu không có pít tông kích thước lớn hơn kích thước nguyên thuỷ thì có thể doa rộng xi lanh rồi ép bạc và gia công lại đến kích thước nguyên thủy và thay pít tông mới cùng cốt kích thước. Trong các xưởng sửa chữa lớn có đủ phương tiện, người ta có thể phục hồi sửa chữa pít tông và xi lanh bơm bằng phương pháp mạ crôm hoặc mạ thép lên bề mặt mòn, sau đó mài lại đến kích thước nguyên thuỷ đảm bảo khe hở lắp ghép theo yêu cầu. - Với bơm bánh răng, việc sửa chữa được thực hiện như đối với bánh răng bơm dầu đã nói trước đây. Các bơm cánh gạt thường được làm liền với thân bơm cao áp (bơm cao áp kiểu bơm phân phối) nên việc kiểm tra sửa chữa được thực hiện cùng với cả cụm bơm. - Bơm sau khi sửa chữa được kiểm tra lưu lượng và áp suất trên các băng thử chuyên dùng dưới các điều kiện qui định bởi nhà chế tạo. Nếu không có thiết bị băng thử chuyên dùng thì có thể kiểm tra áp suất trên đường hút và áp suất trên đường cấp của bơm sau khi lắp lên động cơ. Việc kiểm tra được thực hiện ở chế độ không tải của động cơ và theo phương pháp tương tự như phương pháp kiểm tra bơm chuyển xăng đã giới thiệu ở chương 9. Độ chân không ở đường hút ở chế độ không tải của động cơ của các loại bơm khoảng 80-150 mmHg. Nếu độ chân không đo được thấp hơn giới hạn này thì cần kiểm tra lại hiện tượng hở khí của đường ống hút của bơm để khắc phục rồi kiểm tra lại áp suất hút để đánh giá đúng tình trạng của bơm. Áp suất trên đường cấp của bơm tuỳ thuộc loại bơm và tốc độ làm việc của động cơ, cần dựa vào yêu cầu kỹ thuật cụ thể của mỗi loại bơm do nhà chế tạo qui định để kiểm tra. 4. Quy trình và yêu cầu kỹ thuật tháo lắp bơm chuyển nhiên liệu STT Nội dung công việc Dụng cụ Yêu cầu kỹ thuật A. Tháo 1 Tháo rời bơm thấp áp Clê Đánh dấu trước khi tháo 2 Tháo lắp bơm Tuốc nơ vít Tránh trờn ren 3 Tháo thân bơm Tuốc nơ vít Tránh trờn ren 4 Tháo pittông Clê dẹt Tránh rách 20 5 Tháo chốt cần bơm máy Búa đột Đóng nhẹ nhàng 6 Tháo cần bơm tay Clê Tránh trờn ren 7 Tháo lò xo, thanh đẩy và pittông, con đội 8 Tháo van hút van xả Búa đột Đóng nhẹ nhàng B. Lắp. Sau khi tiến hành kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa thì ta lắp các chi tiết. Quá trình lắp ngược lại với quá trình tháo 5. Sửa chữa bơm chuyển nhiên liệu - Tháo và kiểm tra chi tiết: Thân bơm, ty đẩy, con đội, lò xo, pít tông, bơm tay và các van - Sửa chữa: Thân bơm, ty đẩy, con đội, pít tông và xi lanh - Lắp bơm : Sau khi tiến hành kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa thì ta lắp các chi tiết. Quá trình lắp ngược lại với quá trình tháo 21 BÀI 5: SỬA CHỮA BƠM CAO ÁP THỜI GIAN(giờ) Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra 22 06 14 02 MỤC TIÊU - Phát biểu đúng yêu cầu, nhiệm vụ và phân loại bơm cao áp - Giải thích được cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm cao áp - Tháo lắp, nhận dạng và kiểm tra, sửa chữa được bơm cao áp đúng yêu cầu kỹ thuật - Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học sinh. NỘI DUNG 1. Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại bơm cao áp 1.1. Nhiệm vụ Bơm cao áp là cụm chi tiết chính trong hệ thống nhiên liệu động cơ diesel có nhiệm vụ: - Bơm nhiên liệu áp suất cao tới vòi phun (100-200 kg/cm2). - Cấp nhiên liệu đúng thời điểm và đúng qui luật thiết kế. - Cấp nhiên liệu đồng đều tới các vòi phun. Điều chỉnh thay đổi lượng nhiên liệu cấp cho chu trình một cách dễ dàng và nhanh chóng phù hợp với chế dộ làm việc của động cơ. 1.2. Yêu cầu - Cấu tạo của hệ thống và các chi tiết trong hệ thống phải có độ bền cao dễ chế tạo, giá thành rẻ, bảo dưỡng dễ dàng. - Cung cấp nhiên liệu đồng đều cho các xilanh phù hợp với thứ tự làm việc của động cơ. - Nhiên liệu phải được xé nhỏ, phân bố đều trong thể tích xilanh. 2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm cao áp 2.1. Cấu tạo. Trong hệ thống nhiên liệu thông thường của động cơ diesel, nhiên liệu được cấp từ bơm cao áp đến vòi phun phải đi qua đường ống cao áp khá dài nên bị tổn thất áp suất và quá trình cấp chịu ảnh hưởng giãn nở đàn hồi của đường ống. Điều này sẽ ảnh hưởng đến sự cấp nhiên liệu đồng đều vào các xi lanh. Bơm cao áp - vòi phun là một cụm gồm cả bơm cao áp và vòi phun được làm kết hợp thành một cụm chi tiết, không dùng ống cao áp nên khắc phục được nhược điểm nói trên. 22 Hình 2.1.a: Bơm cao áp - vòi phun 1- Thân vòi phun; 2- Lưới lọc nhiên liệu; 3- Các lỗ nạp xả; 4- thân bơm (xi lanh); 5- Pít tông bơm; 6- Lò xo bơm cao áp; 7- Đĩa lò xo; 8- Vành răng; 9- Thanh răng; 10- Cần nối thanh răng với bộ điều tốc; 11- Rãnh chéo trên pít tông; 12- Van một chiều; 13- Đường nhiên liệu; 14- Lò xo vòi phun; 15- Thanh đẩy; 16- Kim phun; 17- Đế kim phun. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 17 10 Hình 2.2.b Bơm cao áp - vòi phun điều khiển điện tử 1- Cơ cấu điện từ; 2- Dây tín hiệu từ ECU; 3- Cam; 4- Xi lanh bơm; 5- pít tông bơm; 6- Lỗ nạp nhiên liệu; 7,8,10- đường nhiên liệu; 9- Lỗ xả; 11- Van điện từ 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 23 Hình 2.1.a là một cụm bơm cao áp-vòi phun điển hình dùng riêng cho mỗi một xi lanh động cơ. Đây là sự kết hợp lắp liền một tổ bơm Bosch (xi lanh bơm 4 và pít tông 5) với một vòi phun kín tiêu chuẩn (kim phun 16 và đế kim phun 17). Đầu vòi phun 17 được lắp vào buồng cháy của động cơ, pít tông 5 của bơm được dẫn động trực tiếp từ cam nhiên liệu tỳ lên đĩa lò xo 7 hoặc thông qua cơ cấu cần bẩy con đội, khoang nhiên liệu thấp áp bao quanh lưới lọc 2 và các cửa nạp xả nhiên liệu 3. Ngăn cách giữa không gian xi lanh bơm cao áp và đường nhiên liệu xuống vòi phun là van một chiều 12 (van đĩa tự do không có lò xo). 2.2 Nguyên lý làm việc: Nguyên lý làm việc của bơm hoàn toàn giống như nguyên lý của một tổ bơm Bosch đã trình bày ở trên. Khi pít tông 5 đi lên thực hiện hành trình hút thì van 12 đóng, nhiên liệu từ khoang thấp áp qua lưới lọc 2 và hai cửa 3 nạp vào trong xi lanh bơm. Khi cam đẩy pít tông thực hiện hành trình bơm thì van 12 mở, nhiên liệu theo đường 13 xuống khoang nhiên liệu ở đầu kim phun đẩy kim nén lò xo 14 đi lên mở lỗ phun và nhiên liệu được phun vào buồng cháy. Khi rãnh nghiêng 11 mở lỗ xả thì quá trình bơm kết thúc. Việc điệu chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp được thực hiện nhờ cơ cấu vành răng 8 và thanh răng 9 làm xoay pít tông 5 đi một góc trong xi lanh 4. Cụm bơm cao áp - vòi phun điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp bằng van điện từ (hình 2.2. b) được sử dụng trong các động cơ diesel có bộ điều khiển điện tử trung tâm ECU. Trong cụm bơm cao áp - vòi phun này, pít tông bơm 5 không có rãnh chéo. Việc điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp chu trình được thực hiện nhờ van xả cao áp 11 được dẫn động bằng cơ cấu điện từ 1. Ở hành trình hút, pít tông đi lên, van 11 được cơ cấu điện từ 1 nâng lên đóng kín đường nhiên liệu 8, tạo ra độ chân không trong xi lanh bơm 4. Khi pít tông đi qua mở lỗ nạp 6, nhiên liệu từ khoang thấp áp bao quanh được hút vào điền đầy không gian phía dưới pít tông 5. Tiếp theo, cam đẩy pít tông đi xuống, đóng kín lỗ nạp 6 và thực hiện bơm nhiên liệu. Nhiên liệu cao áp theo đường 7 xuống khoang nhiên liệu trên thân vòi phun rồi xuống khoang nhiên liệu ở đầu vòi phun, gây áp lực vào mặt côn trên đầu kim phun đẩy kim phun thắng sức căng lò xo đi lên mở lỗ phun và nhiên liệu được phun vào buồng cháy của động cơ. Quá trình phun tiếp diễn cho tới khi cơ cấu điện từ 1 mở van 11. Lúc này nhiên liệu cao áp được thông từ xi lanh qua đường 7, đường 8 và van 11 đến đường 10 và thoát qua lỗ xả 9 về khoang nhiên liệu thấp áp, làm áp suất trong khoang nhiên liệu của vòi phun giảm đột ngột, kim phun bị lò xo đẩy xuống đóng lỗ phun và quá trình phun nhiên liệu kết thúc. Tín hiệu điều khiển cơ cấu điện từ 1 được đưa từ ECU đến theo đường dây 2. Tín hiệu xung điện điều khiển thời gian đóng van 11 theo tải để ổn định tốc độ động cơ. Nguyên lý xử lý và điền khiển của ECU tương tự như đối với động cơ phun xăng điện tử đã trình bày ở chương trước. 24 3. Hiện tượng, nguyên nhân sai hỏng và phương pháp kiểm tra, sửa chữa bơm cao áp 3.1. Hiện tượng và nguyên nhân hư hỏng. 3.1.1. Hư hỏng của bộ đôi pít tông - xi lanh bơm Pít tông và xi lanh bơm cao áp là bộ đôi siêu chính xác vì chúng được lắp ghép trơn trực tiếp với nhau không có chi tiếp bao kín trung gian nào trong khi phải đảm bảo cung cấp và định lượng nhiên liệu chính xác dưới áp suất cao. Do đó, khe hở lắp ghép giữa pít tông và xi lanh bơm rất nhỏ, chỉ khoảng 0,001-0,002 mm để tránh lọt nhiên liệu dưới áp suất cao. Trong quá trình làm việc, do ma sát với nhau và do sự cào xước của các hạt cặn bẩn nhỏ li ti có trong nhiên liệu nằm kẹt giữa các bề mặt làm việc nên pít tông và xi lanh thường bị mòn, đặc biệt là ở khu vực xung quanh các lỗ nạp và xả nhiên liệu. Sự mài mòn của các bề mặt sẽ làm tăng khe hở lắp ghép giữa chúng do đó làm tăng hiện tượng lọt nhiên liệu và hậu quả là bơm không cung cấp đủ lượng cấp chu trình cho động cơ. Hiện tượng mòn nhiều xung quanh khu vực các cửa nạp và thoát nhiên liệu trên xi lanh và pít tông bơm còn gây hiện tượng định lượng nhiên liệu không chính xác. Mặt khác, mức độ mài mòn của các bộ đôi thường rất khác nhau mặc dù làm việc trong điều kiện chung như nhau. Cho nên trong các động cơ nhiều xi lanh dùng bơm nhánh, sự mài mòn không đều giữa các tổ bơm sẽ làm tăng độ không đồng đều về lượng cấp chu trình giữa các xi lanh làm cho động cơ hoạt động không êm, không điều chỉnh tối ưu được, động cơ nhả khói đen và công suất giảm, tiêu hao nhiên liệu tăng. Đối với bơm phân phối, mặc dù dùng chung một bộ đôi pít tông - xi lanh bơm để cung cấp nhiên liệu cho các xi lanh động cơ, nhưng sự mài mòn không đều của xi lanh và pít tông tại các khu vực xung quanh các cửa phân phối nhiên liệu cũng dẫn đến lượng nhiên liệu cấp vào các xi lanh động cơ không đều nhau. Tuy nhiên sau cùng một thời gian làm việc với bơm các bơm nhánh kiểu Bosch, mức độ không đều về lượng cấp của bơm phân phối thường thấp hơn. Trong sử dụng và sửa chữa, người ta không đo kiểm tra trực tiếp độ mòn hoặc khe hở của các bộ đôi mà kiểm tra khả năng làm việc của chúng thông qua kiểm tra độ kín thuỷ lực của chúng hoặc kiểm tra khả năng cung cấp đủ định lượng nhiên liệu cần thiết của động cơ ở các chế độ làm việc. Các bộ đôi thường không sử dụng được khi không thể điều chỉnh được lượng cấp nhiên liệu đồng đều tới các xi lanh hoặc không thể điều chỉnh được đủ lượng cấp cần thiết cho động cơ ở áp suất bơm qui định của động cơ. Các bộ đôi này thường không đáp ứng được yêu cầu về dộ kín thuỷ lực. Độ kín thủy lực được đánh giá thông qua thời gian giảm áp suất của nhiên liệu bơm vào trong không gian xi lanh của bơm phía trên đỉnh pít tông do rò rỉ qua khe hở lắp ghép của bộ đôi và thường được kiểm tra với vị trí pít tông ở 1/2 hành trình có ích ở chế độ cấp nhiên liệu lớn nhất. Với một độ giảm áp suất qui định, nếu thời gian giảm càng dài thì độ kín của bộ đôi càng cao và ngược lại. Việc kiểm tra có thể được thực hiện bằng cách tháo bộ đôi khỏi bơm và lắp lên một đồ gá chuyên dùng hoặc có thể thực hiện ngay trên bơm. 25 Để kiểm tra độ kín thuỷ lực của bộ đôi bơm Bosch ngay trên bơm, cần tháo van cao áp khỏi bơm, lắp đường ống cao áp vào cùng với một bơm tay tạo áp suất hoặc với bơm của thiết bị thử vòi phun. Sau đó kéo thanh điều khiển về vị trí cung cấp nhiên liệu lớn nhất, quay trục cam cho cam quay xuống dưới và nới bu lông trên con đội để nâng pít tông lên 1/2 hành trình có ích rồi hãm lại. Lúc này pít tông đã hoàn toàn che kín các cửa nạp xả nhiên liệu trên xi lanh. Tiếp theo, thực hiện bơm nhiên liệu vào không gian xi lanh trên đầu pít tông đến áp suất 220-230 kg/cm2, dừng lại chờ cho áp suất tụt xuống 200 kg/cm2 thì bấm đồng hồ đo thời gian áp suất tụt xuống 150 kg/cm2. Tiêu chuẩn thời gian giảm áp suất này tuỳ thuộc vào từng loại bơm, đối với các bộ đôi còn sử dụng được, thời gian giảm áp suất như trên thường khoảng 5-25s. Việc kiểm tra độ kín thủy lực của bộ đôi bằng cách lắp bộ đôi trên đồ gá cũng được thực hiện tương tự như thử bộ đôi ngay trên bơm. Trong trường hợp này cũng vẫn dùng dụng cụ thử vòi phun hoặc bơm tay riêng để bơm tạo áp suất kiểm tra và bấm thời gian giảm áp, chỉ khác là bộ đôi được lắp lên đồ gá và có vít chỉnh để nâng pít tông bơm lên đến vị trí yêu cầu để kiểm tra. 3.1.2. Hư hỏng của van cao áp Van cao áp lắp trên đầu nối giữa xi lanh bơm và đường ống cao áp nhằm duy trì một áp suất nhất định trên đường ống cao áp (khoảng 10 kg/cm2) trong thời gian bơm cao áp chưa cấp nhiên liệu để khi bơm cung cấp nhiên liệu lên đường ống thì vòi phun có thể phun được ngay nhiên liệu vào buồng cháy. Cặp chi tiết van và đế van cao áp cũng là cặp chi tiết siêu chính xác để đảm bảo ngăn cách hoàn toàn không gian xi lanh với đường ống cao áp khi bơm thực hiện quá trình hút và chưa cấp nhiên liệu. Hư hỏng của van chủ yếu là bị mòn sau một thời gian làm việc. Sự mài mòn xảy ra chủ yếu ở mặt côn bao kín trên van và đế van, mặt vành giảm áp của van và phần trên của lỗ dẫn hướng trên đế van (xem lại kết cấu van cao áp). Bề mặt dẫn hướng của van và phần dưới lỗ dẫn hướng trên đế van ít bị mòn hơn các bề mặt làm việc chính nói trên. Sự mài mòn không đều của các mặt côn trên van và đế van sẽ dẫn đến không đảm bảo bao kín, gây rò rỉ nhiên liệu giữa khoang bơm và đường ống cao áp, do đó nhiên liệu cấp lên vòi phun không ổn định, động cơ làm việc không êm. Vành trụ giảm áp và lỗ trên đế van mòn sẽ làm giảm khả năng dập tắt dao động của áp suất trên đường ống cao áp sau thời điểm kết thúc phun gây hiện tượng phun rớt trong động cơ, làm tăng tiêu hao nhiên liệu xả khói đen. Việc kiểm tra van cao áp có thể được thực hiện bằng cách kiểm tra hiện tượng rò rỉ nhiên liệu qua van hoặc kiểm tra độ kín thuỷ lực của van bằng dụng cụ chuyên dùng. Tháo ống nhiên liệu cao áp khỏi bơm và lắp thay vào đó một ống thuỷ tinh để có thể quan sát được mức nhiên liệu trong ống. Nếu bơm cao áp vẫn ở trên động cơ thì dùng bơm tay bơm nhiên liệu vào khoang nhiên liệu của bơm cao áp đến áp suất làm việc (có nhiên liệu chảy liên tục qua đường nhiên liệu hồi), còn nếu bơm cao áp lắp trên băng thử thì dùng đường cấp nhiên liệu và bơm của băng để cấp nhiên liệu vào bơm. Đẩy thanh điều khiển bơm cao áp về vị trí ngắt nhiên liệu cung cấp. Lúc này nhiên liệu trong khoang bơm sẽ thông với không gian phía trên đỉnh pít tông và thông 26 tới van cao áp. Nếu van không kín, nhiên liệu sẽ rò rỉ qua van làm mức nhiên liệu trong ống thuỷ tinh dâng lên và ta có thể quan sát được dễ dàng. Sau khoảng 1 phút nếu mức nhiên liệu trong ống tăng và có thể phát hiện được dễ dàng bằng mắt thường thì là van không kín, cần rà lại mặt côn trên đế. Có thể kiểm tra độ kín mặt côn của van trên đế theo phương pháp kiểm tra độ kín thuỷ lực. Nối ống nhiên liệu cao áp trên van cần kiểm tra với một bơm tay tạo áp suất cao như bơm của thiết bị thử vòi phun. Sau đó bơm nhiên liệu vào ống cao áp đến 170 kg/cm2, dừng lại chờ cho áp suất giảm xuống đến 150 kg/cm2 thì bấm đồng hồ đo thời gian giảm áp suất xuống còn 130 kg/cm2. Nếu thời gian này không nhỏ hơn 1 phút thì là van còn tốt. Hai cách kiểm tra nói trên cho phép đánh giá độ kín chung của van, gồm cả độ kín của mặt côn trên đế van và vành giảm áp trong lỗ đế van. Để kiểm tra độ kín riêng của vành giảm áp, người ta dùng một thiết bị chuyên dùng cho phép nâng van khỏi đế khoảng 0,2 mm trong khi vành giảm áp vẫn nằm lọt trong mặt trụ lỗ dẫn hướng trên đế van. Bơm nhiên liệu vào đường ống trước van đến áp suất 2,5 kg/cm2 chờ cho áp suất giảm xuống 2 kg/cm2 rồi bấm đồng hồ đo thời gian giảm áp suất đến 1 kg/cm2. Nếu thời gian này nhỏ hơn 2 giây thì phải thay van mới. 3.1.3. Hư hỏng của các chi tiết khác của bơm Các chi tiết khác của bơm ngoài các bộ đôi siêu chính xác gồm trục cam, con đội, lò xo, cơ cấu điều khiển và các chi tiết dẫn động khác cũng thường bị mòn và biến dạng. Việc kiểm tra các chi tiết này hoàn toàn tương tự như kiểm tra các chi tiết thông thường của các cơ cấu và hệ thống khác của động cơ đã giới thiệu ở các chương trước. 3.2. Phương pháp kiểm tra và bảo dưỡng sửa chữa. - Thân bơm: Cần kiểm tra hiện tượng nứt vỡ thân, hiện tượng cong vênh, mòn, xước các bề mặt lắp ghép và hỏng các lỗ ren - Trục cam : Cần kiểm tra hiện tượng mòn, xước, mẻ các vấu cam. Vấu cam bị sứt mẻ, xước sâu phải thay trục cam mới - Con đội: Các chi tiết con đội nếu có vết xước nhìn thấy được hoặc mòn quá 0,08mm phải thay mới. - Bộ đôi pittông – xi lanh bơm: Bộ đôi này cần kiểm tra chính xác và cẩn thận - Kiểm tra các chi tiết của bộ điều tốc : Các chốt quay của cơ cấu thanh nối nếu mòn quá 0,05mm cần phải thay mới. Trục quả văng và khớp trượt nếu mòn quá 0,12mm cần phải thay mới 4. Quy trình và yêu cầu kỹ thuật tháo lắp bơm cao áp 4.1. Quy trình: Tháo lắp bơm cao áp và vòi phun kết hợp STT Nội dung công việc Dụng cụ Yêu cầu kỹ thuật B. Tháo 1 Tháo cụm van hồi Clê Nhẹ nhàng, tránh làm hỏng van 27 2 Tháo nắp đậy hông Tuốc nơ vít Tránh làm méo nắp 3 Tháo đế đỡ lò xo : lấy lò xo, pittông ra Để theo từng bộ 4 Tháo vít hãm xi lanh Tuốc nơ vít Rút thẳng 5 Tháo xi lanh Tuốc nơ vít Tránh làm hỏng xi lanh 6 Tháo bộ điều tốc Clê Nhẹ nhàng 7 Tháo trục bơm ra Không được làm cong trục B. Lắp. Sau khi tiến hành kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa thì ta lắp các chi tiết. Quá trình lắp ngược lại với quá trình tháo 4.2. Bảo dưỡng: - Tháo và kiểm tra chi tiết: Con đôi, Pít tông, xi lanh và kim phun - Lắp bơm và điều chỉnh: Áp suất, điểm bắt đầu bơm. 4.3. Sửa chữa 4.3.1. Tháo rời các chi tiết của bơm : Bơm cao áp VE 28 Bơm cao áp dùng trong hệ thống nhiên liệu Commonrail Con đôi, Pít tông, xi lanh và kim phun - Dùng choòng 17-19 và 22 tháo rời các chi tiết của bơm và vòi phun - Dùng khí nén thổi sạch các chi tiết đã tháo sau đó rửa sạch các chi tiết đó bằng dầu diesel 4.3.2. Kiểm tra các chi tiết : Thân, vỏ, con đội, pít tông, xi lanh và kim phun... - Dùng khí nén kiểm tra các chi tiết như: Bộ đôi của bơm cao áp, kim phun và bệ kim. Vì khe hở tiêu chuẩn của bộ đôi và kim phun cực kỳ nhỏ = 0,0001mm lớn nhất cho phép = 0,0003mm, nên không thể dùng dụng cụ thông thường để kiểm tra được 4.3.3. Sửa chữa các chi tiết : Thân, vỏ, con đội, pít tông, xi lanh và kim phun... - Các chi tiết của bơm cao áp và vòi phun cực kỳ chính xác, nên khi hư hỏng chủ yếu là thay thế. - Chú ý: Khi đưa khí nén vào trong buồng cao áp của bộ đôi, kim và bệ kim với một áp suất tiêu chuẩn. Nếu trong thời gian 5s mà áp suất hơi bị giảm thì, bộ đôi và kim phun đã bị mòn cần phải được thay thế. Khi thay phải đúng tiêu chuẩn của nhà sản xuất. 4.3.4. Lắp ráp và điều chỉnh : áp suất, điểm bắt đầu bơm. - Quy trình lắp ngược quy trình tháo - Vận hành thử động cơ Chú ý: Trước khi lắp phải rửa sạch các chi tiết bằng dầu diesel sạch 29 Kiểm tra áp suất bơm cao áp: Mục đích nhằm xác định trị số áp suất cực đại do bơm cung cấp ở SVQ khởi động, dùng Mác xi mét, tiến hành: -Nối mắc xi mét vào nhánh bơm, nới lỏng các khâu nối các nhánh bơm còn lại. -Đặt tay ga cung cấp NL ở vị trí cực đại -Xoay đầu điều chỉnh đặt áp suất ban đầu của M khoảng 100kG/cm2 -Gài cơ cấu giảm áp. Khởi động động cơ -Xoay đầu điều chỉnh để tăng dần áp suất phun đến khi NL ngừng phun. Trị số đọc được trên M là áp suất cực đại của nhánh bơm, tiến hành đo các nhánh bơm còn lại Nếu áp suất đo được < 300kG/cm2 , cần phục hồi bơm cao áp * Kiểm tra. 30 BÀI 6: SỬA CHỮA VÒI PHUN CAO ÁP THỜI GIAN(giờ) Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra 12 03 09 0 MỤC TIÊU - Phát biểu đúng yêu cầu, nhiệm vụ của vòi phun cao áp - Giải thích được cấu tạo và nguyên lý làm việc của vòi phun cao áp - Tháo lắp, nhận dạng và kiểm tra, sửa chữa được vòi phun cao áp đúng yêu cầu kỹ thuật - Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học sinh. NỘI DUNG 1. Nhiệm vụ, yêu cầu của vòi phun cao áp 1.1. Nhiệm vụ Vòi phun được lắp trên xi lanh dùng để phun tơi nhiên liệu vào buồng cháy của động cơ. 1.2. Yêu cầu Yêu cầu đối với vòi phun là phải đảm bảo độ phun sương và hình dạng chùm tia phun đúng yêu cầu dưới áp suất nhiên liệu cung cấp qui định đối với mỗi loại động cơ. 2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của vòi phun cao áp 2.1. Cấu tạo. Vòi phun cao áp(xe bus Mercedes) đã tháo 31 2.2 Nguyên lý làm việc. - Các vòi phun được sử dụng phổ biến trên các động cơ diesel hiện nay là vòi phun kín tiêu chuẩn (hình 2-1b) và vòi phun có chốt trên kim phun (hình 2-1c). Hai loại vòi phun này khác nhau ở phần đầu kim phun và đế kim phun, tạo ra tia phun có hình dạng khác nhau, nhưng nguyên lý hoạt động thì như nhau. - Nhiên liệu có áp suất cao cung cấp bởi bơm cao áp được dẫn theo đường ống cao áp vào đầu nối 1 vào vòi phun. Nhiên liệu theo lỗ khoan 14 trên đế kim phun 11 đến khoang nhiên liệu 13. Kim phun 10 có hai mặt côn, mặt côn trên chịu áp lực của nhiên liệu còn mặt côn dưới bị ép tỳ lên đế kim phun bởi lò xo 6 thông qua thanh đẩy 8 và đóng vai trò như một van thực hiện đóng mở lỗ phun 12. Khi bơm cao áp thực hiện cấp nhiên liệu, áp lực nhiên liệu trong khoang 13 lên mặt côn phía trên đủ lớn thắng sức căng lò xo 6, đẩy kim phun đi lên mở lỗ phun 12. Do đó nhiên liệu từ khoang 13 được phun qua lỗ phun vào buồng cháy của động cơ. Khi bơm cao áp kết thúc quá trình cung cấp, áp suất nhiên liệu trong khoang 13 giảm đột ngột, lò lo 6 đẩy kim phun đi xuống đóng kín lỗ phun 12 và quá trình phun kết thúc 3. Hiện tượng, nguyên nhân sai hỏng và phương pháp kiểm tra, sửa chữa vòi phun cao áp 3.1. Hiện tượng và nguyên nhân hư hỏng. - Kim phun bị kẹt, mòn mặt côn đóng kín, mòn than kim phun,làm áp suất phun giảm, chất lượng phun kém - Thanh đẩy bị mòn - Lò xo bị gãy yếu 3.2.Phương pháp kiểm tra và bảo dưỡng sửa chữa. Hình 2-1. Cấu tạo vòi phun (a) và các bộ đôi kim phun- đế kim phun (b), (c) 1- Đầu nối ống nhiên liệu cao áp; 2- Ống hồi dầu rò rỉ; 3- Nắp chụp; 4- Vít điều chỉnh; 5- Đế lò xo; 6- lo xo; 7- Thân vòi phun; 8- Thanh đẩy; 9- Đai ốc; 10- Kim phun; 11- Đế kim phun; 12- Lỗ phun; 13- Khoang nhiên liệu; 14- Đường nhiên liệu; 15- Chốt kim phun. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (a) 15 10 11 (b) (c) 32 - Phải kiểm tra trên bàn khảo nghiệm và rà lại hoặc thay mới nếu kim phun bị kẹt, mòn mặt côn đóng kín, mòn than kim phun,làm áp suất phun giảm, chất lượng phun kém - Thanh đẩy: Dùng dụng cụ kiểm tra để kiểm tra và thay mới khi bị mòn - Lò xo : Dùng dụng cụ kiểm tra để kiểm tra và thay mới khi bị gãy yếu 4. Quy trình và yêu cầu kỹ thuật tháo lắp vòi phun cao áp 4.1. Quy trình: Tháo lắp vòi phun cao áp. STT Nội dung công việc Dụng cụ Yêu cầu kỹ thuật A. Tháo 1 Tháo nắp đậy vòi phun Chòong Tránh làm méo nắp 2 Nới ê cu hãm, vít điều chỉnh Chòong Tuốc nơ vít Nới đều 3 Tháo ê cu điều chỉnh Chòong Nói đều, Tránh trờn ren 4 Tháo đai ốc đầu vòi phun Chòong Nới đôiis xứng 5 Tháo thân và kim phun Clê Tránh trờn ren B. Lắp. Sau khi tiến hành kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa thì ta lắp các chi tiết. Quá trình lắp ngược lại với quá trình tháo Phần lắp các giắc co vào vòi phun 33 4.2. Bảo dưỡng Bảo dưỡng vòi phun: Để đảm bảo chất lượng, việc bảo dưỡng vòi phun, phải tiến hành ở xưởng có trang bị và dụng cụ chuyên dùng. Bảo dưỡng vòi phun bao gồm làm sạch, rửa, kiểm tra và điều chỉnh - Tháo và kiểm tra và bảo dưỡng các chi tiết: Thân, nắp, ty đẩy, lò xo và kim phun - Lắp vòi phun : Quá trình lắp ngược lại với quá trình tháo và khi lắp phải điều chỉnh áp suất phun 4.3. Sửa chữa - Tháo và kiểm tra chi tiết: Thân, nắp, ty đẩy, lò xo và kim phun - Sửa chữa: Thân nắp, ty đẩy và thay kim phun - Lắp vòi phun : Quá trình lắp ngược lại với quá trình tháo và khi lắp phải điều chỉnh áp suât Được kiểm tra ở áp suất bắt đầu phun tương ứng với áp suất qui định, đồng thời ở áp suất lớn và nhỏ hơn 20 kG/cm2 , thực hiện 60—80 lần/ phút. Phải bảo đảm các yêu cầu sau: -Bắt đầu phun và kết thúc phun phải rỏ ràng, dứt khoát, kèm theo tiếng kêu như “xé vải” -Nhiên liệu phun ra phải tơi sương, góc phun đúng qui định, các tia phun không bị lệch, không có NL nhỏ giọt hoặc ướt mặt đầu cối kim phun. Kiểm tra độ kín sát của bộ cối - kim phun: Bằng cách theo dõi thời gian rò rỉ nhiên liệu dưới một áp suất nhất định -Lắp vòi phun vào dụng cụ -Dùng cần bơm tay để bơm nhiên liệu, đồng thời xoay chậm vít điều chỉnh vòi phun để tăng dần áp suất phun -Tăng áp suất đến 230kG/cm2,ngừng bơm, quan sát kim áp kế. Khi áp suất giảm đến 200kG/cm2, bấm đồng hồ và ngắt khi kim áp kế hạ đến 180kG/cm2 -Yêu cầu thời gian giảm từ 200 xuống 180 trong giới hạn : 9—20 giây 34 Tài liệu tham khảo .. Nguyễn Quốc Việt - Động cơ đốt trong và máy kéo nông nghiệp - Tập1,2,3 - NXB HN-2005 . Hoàng Đình Long-Kỹ thuật sửa chữa ô tô-NXB GD-2006