- 1 -
LỜI NÓI ĐẦU
Nhằm nâng cao kiến thức và áp dụng khoa học vào lĩnh vực nghiên cứu, nằm
trong mục tiêu đào tạo cho sinh viên ngành cơ khí Động lực tàu thuyền của trường
đại học Nha Trang và góp phần làm phong phú thêm các bài giảng về động cơ nhất
là động cơ diesel. Em được nhận đề tốt nghiệp:
Tên đề tài: Phân tích cơ sở lý thuyết và mô phỏng đặc điểm, nguyên lý
làm việc, quy trình tháo lắp, kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa hệ thống nhiên
liệu, hệ thống khởi động động cơ
Mục tiêu đề tài: Phân tích cơ sở lý thuyết và mô phỏng đặc điểm, nguyên lý
làm việc, quy trình tháo lắp, kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa hệ thống nhiên liệu động
cơ diesel, hệ thống khởi động điện động cơ diesel.
Nội dung:
1. Tổng quan về hệ thống phục vụ động cơ.
2. Quy trình tháo lắp, kiểm tra, điều chỉnh sửa chữa hệ thống nhiên liệu động
cơ diesel, hệ thống khởi động điện.
3. Mô phỏng đặc điểm, nguyên lý làm việc, quy trình tháo lắp, điều chỉnh,
sửa chữa hệ thống nhiên liệu động cơ diesel, hệ thống khởi động điện động cơ.
Với kiến thức với thời gian có hạn nên đề tài của em còn nhiều sai sót, kính
mong sự chỉ dẫn của quý thầy giáo đóng góp ý kiến của các bạn.
Em cũng xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn: Th.S. Phùng Minh Lọc,
T.S. Lê Bá Khang, Th.S. Dương Tử Tiên, Th.S. Vũ Thăng Long và các thầy trong
bộ môn đã tận tình giúp đỡ em để hoàn thành đề tài này.
Nha trang, tháng 6 / 2007
Sinh Viên thực hiện
Đinh Bá Phước
- 2 -
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHỤC VỤ ĐỘNG CƠ
1.1. Tổng quan về động cơ đốt trong
Động cơ là loại máy có chức năng biến đổi các dạng năng lượng khác nhau
này sang cơ năng.
Động cơ
…… Động cơ Điện Động cơ Gió Động cơ Nhiệt Động cơ Thủy lực
ản lực
ửa
ểu p iston
Tên
l
Đ /cơ ph
Tuab ine kh
í
ĐTĐT
k i
Động cơ Nổ Động cơ Hơi nước
………… Hình.1.1. Phân loại tổng quát động cơ
Động cơ nhiệt là loại máy có chức năng biến đổi nhiệt năng thành cơ năng.
Căn cứ vào vị trí đốt nhiên liệu, người ta phân chia động cơ nhiệt thành hai:
động cơ đốt trong và động cơ đốt ngoài. Ở động cơ đốt trong nhiên liệu được đốt
cháy bên trong không gian công tác động cơ. Ở động cơ đốt ngoài nhiên liệu được
đốt cháy trong lò đốt riêng biệt để cấp nhiệt cho môi chất công tác (MCCT), sau đó
MCTC được dẫn vào không gian công tác của động cơ, tại đó MCCT dãn nở để
chuyển hóa nhiệt năng thành cơ năng.
Theo cách phân loại như trên thì các loại động cơ có tên thường gọi như: động
cơ xăng, động cơ diesel, động cơ piston quay, động cơ piston tự do, động cơ phản
lực, tuabine khí…đều có thể xếp vào nhóm động cơ đốt trong; còn động cơ hơi
nước kiểu piston, động cơ Stirling, tuabine hơi nước thuộc nhóm động cơ đốt ngoài.
- 3 -
Tuy nhiên theo quy ước, thuật ngữ “động cơ đốt trong” ( Internal Combustion
Engine) thường được dùng chỉ loại động cơ có cơ cấu truyền lực kiểu piston – thanh
truyền – trục khuỷu, trong đó piston chuyển động tịnh tiến qua lại trong xylanh
động cơ. Các loại động cơ khác thường được gọi bằng các tên riêng.
Bảng.1.1. Phân loại theo các tiêu chí khác nhau động cơ đốt trong
Tiêu chí Phân loại
- Động cơ chạy bằng nhiên liệu lỏng dễ bay hơi
như: xăng, cồn, benzol…
- Động cơ chạy bằng nhiên liệu lỏng khó bay hơi Loại nhiên liệu
như: gas oil, mazout…
- Động cơ chạy bằng khí đốt.
- Động cơ phát hỏa bằng tia lửa
- Động cơ diesel Phương pháp phát hỏa
- Động cơ semidiesel
- Động cơ 4 kỳ Cách thực hiện CTCT - Động cơ 2 kỳ
- Động cơ không tăng áp Phương pháp nạp khí mới - Động cơ tăng áp
- Động cơ một hàng xylanh
- Động cơ hình sao, hình chữ V, W, H… Đặc điểm kết cấu - Động cơ có một hàng xylanh thẳng đứng, ngang,
nghiêng.
- Động cơ thấp tốc, trung tốc và cao tốc Theo tính năng - Động cơ công suất nhỏ, vừa và lớn
- Động cơ cơ giới đường bộ
- Động cơ thủy Theo công dụng - Động cơ máy bay
- Động cơ tĩnh tại
- 4 -
Động cơ phát hỏa bằng tia lửa – loại động cơ đốt trong hoạt động theo nguyên
lý: nhiên liệu được phát hỏa bằng tia lửa được sinh ra từ nguồn nhiệt bên ngoài
không gian công tác của xylanh. Chúng ta có thể gặp những kiểu động cơ phát hỏa
bằng tia lửa với các tên gọi khác như: động cơ Ôttô, động cơ carburetor, động cơ
phun xăng, động cơ đốt trong cưỡng bức, động cơ hình hành hỗn hợp cháy từ bên
ngoài, động cơ xăng, động cơ gas...Nhiên liệu dùng cho động cơ phát hỏa bằng tia
lửa thường là nhiên liệu lỏng dể bay hơi như: xăng, cồn, benzol, khí hóa lỏng…
Trong các loại nhiên liệu kể trên thì nhiên liệu xăng là sử dụng phổ biến nhất từ thời
kỳ đầu phát triển động cơ cho đến nay.
Động cơ diesel – là loại động cơ đốt trong hoạt động theo nguyên lý: nhiên
liệu tự phát hỏa khi được phun vào buồng đốt chứa khí nén có áp suất và nhiệt độ
cao.
Động cơ 4 kỳ - loại động cơ đốt trong có chu trình công tác được hoàn thành
sau 4 hành trình của piston.
Động cơ 2 kỳ - loại động cơ đốt trong có chu trình công tác được hoàn thành
sau 2 hành trình của piston.
1.2.Tổng quan hệ thống phục vụ hệ thống phục vụ động cơ
1.2.1. Nhiệm vụ
Để đảm bảo cung cấp đủ nhiên liệu, dầu nhờn, nước và không khí cho động cơ
diesel chính và phụ, cũng như loại bỏ sản phẩm cháy của thiết bị năng lượng tàu và
điều khiển nó, người ta trang bị các hệ thống: nhiên liệu, bôi trơn, làm mát bằng
nước, không khí nén, khí xả và điều khiển.
1.2.2. Phân loại hệ thống phục vụ động cơ
- Hệ thống nhiên liệu
- Hệ thống làm mát
- Hệ thống bôi trơn
- Hệ thống trao đổi khí
- Hệ thống khởi động động cơ
- Hệ thống điều khiển
1.2.3. Yêu cầu
- 5 -
Hệ thống làm mát: Hệ thống làm mát có yêu cầu về mặt nhiệt độ của máy khi đã
được làm mát là thỏa mãn.
Hệ thống bôi trơn:
Chất bôi trơn phải phù hợp với loại máy đốt trong (2 hay 4 kỳ, tăng áp hay
không, tốc độ cao hay thấp…), phù hợp với nhiệm vụ, chế độ và điều kiện làm việc
của cơ cấu, hệ thống, mối ghép … mà nó phải bôi trơn. Phải dễ kiếm, giá thành vừa
phải,không độc hại. Bền vững về tính chất bôi trơn,không gây nổ, gây cháy…
Chất bôi trơn phải được đưa tới nơi cần bôi trơn một cách liên tục, đều đặn,
với lưu lượng, trạng thái (áp suất, nhiệt độ) tính chất xác định và có thể kiểm tra,
điều chỉnh và điều khiển được.
Các thiết bị, bộ phận… của HTBT phải đơn giản, dễ sử dụng, tháo lắp, kiểm
tra, sửa chữa, điều chỉnh… có khả năng tự động hóa cao, nhưng giá thành vừa phải.
Hệ thống trao đổi khí: Yêu cầu với hệ thống trao đổi khí là phải thải sạch và nạp
đầy
- 6 -
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ ĐẶC ĐIỂM, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, QUY
TRÌNH THÁO LẮP, KIỂM TRA, ĐIỀU CHỈNH, SỬA CHỮA HỆ THỐNG
NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL
Điều kiện để vận hành động cơ diesel. Nén và hệ thống nhiên liệu là những
yếu tố quan trọng nhất để vận hành động cơ diesel một cách có hiệu quả. Hệ thống
sấy sơ bộ sấy nóng không khí nén cần thiết cho sự khởi động động cơ nguội.
1. Nén. Động cơ diesel nén không khí để đạt được mức nóng cần thiết cho nhiên
liệu tự cháy. Do đó, nén trong động cơ diesel đóng vai trò giống như sự đánh lửa
trong động cơ xăng.
2. Hệ thống nhiên liệu.
Động cơ diesel không có bướm ga điều khiển công suất động cơ như động cơ
xăng. Công suất của động cơ xăng được kiểm soát bằng đóng và mở bướm ga. Do
đó kiểm soát lượng hỗn hợp nhiên liệu vào. Tuy nhiên, động cơ diesel kiểm soát
công suất động cơ bằng điều chỉnh lượng mức độ phun nhiên liệu.
Hơn nữa, khi hành trình đốt cháy bắt đầu với việc phun nhiên liệu, nó cũng
điều chỉnh thời điểm phun nhiên liệu.
3. Hệ thống sấy nóng sơ bộ.
Hệ thống sấy sơ bộ là nét đặc biệt của động cơ diesel. Hệ thống sấy sơ bộ sấy
không khí nén bằng điện để khởi động động cơ nguội.
Có hai loại: loại bugi sấy, nung nóng không khí bên trong buồng cháy và loại
sấy nóng trực tiếp không khí nạp từ bộ lọc không khí.
4. Điều chỉnh công suất động cơ diesel. Trong động cơ diesel, nhiên liệu được đưa
vào sau khi không khí bị nén và tạo nhiệt độ và áp suất cao. Để có áp suất nén cao
ngay cả khi tốc độ của động cơ chậm, một lượng lớn không khí được đưa vào các
xylanh. Do đó, không sử dụng bướm ga vì nó tạo ra lực cản nạp.
Trong động cơ diesel, công suất động cơ được điều chỉnh bằng cách điều
chỉnh lượng nhiên liệu phun vào.
- Lượng phun nhiên liệu nhỏ: Công suất nhỏ
- Lượng phun nhiên liệu lớn: Công suất lớn
- 7 -
2.1. Chức năng, nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu động cơ diesel
2.1.1. Chức năng
Lọc sạch nhiên liệu rồi phun vào buồng đốt theo những yêu cầu phù hợp với
đặc điểm cấu tạo và tính năng của động cơ.
Từ góc độ chức năng, hệ thống nhiên liệu của động cơ Diesel phải thỏa mãn
những yêu cầu chính sau:
2.1.1.1. Định lượng
Cung cấp những lượng nhiên liệu chính xác phù hợp với chế độ làm việc của
động cơ, cung cấp nhiên liệu đồng đều cho các xylanh của động cơ nhiều xylanh.
Hỗn hợp cháy được cung cấp vào xylanh phải tương ứng với tải trọng của
động cơ ở một chế độ bất kì cho trước. Lượng cung cấp nhiên liệu chu trình (gct) là
một trong các thông số đặc trưng cho chế độ công tác của BCA được biểu diễn bằng
g
(1)
ct
1000. 60.
N g Z . . e e n . i nl
công thức sau:
Trong đó :
gct : Tổng số nhiên liệu được phun vào buồng đốt trong thời gian một chu
trình (mm3/ct).
Ne: Công suất có ích của động cơ (Kw).
ge: Suất tiêu hao nhiên liệu riêng có ích (g/Kw.h).
Z: Hệ số phụ thuộc vào số kì của động cơ
Z=1 đối với động cơ 2 kỳ .
Z=2 đối với động cơ 4 kỳ.
n: Tốc độ quay của động cơ (v/p).
nl : Khối lượng riêng của nhiên liệu (kg/m3).
i: Số xylanh của động cơ.
Từ công thức (1) ta thấy lượng nhiên liệu gct cần phun vào mỗi xylanh trong
thời gian, chu trình công tác phải được điều chỉnh phù hợp với chế độ làm việc của
động cơ tức là phải phù hợp với công suất của động cơ phát ra tốc độ quay tương
ứng với công suất đó.
- 8 -
Sự phụ thuộc này gọi là đặc tính cung cấp nhiên liệu, được xác định bởi kết
cấu và tình trạng kỹ thuật của thiết bị nhiên liệu. Đó là đặc tính bên trong của BCA
làm ảnh hưởng đến gct mà không có tác dụng của cơ cấu điều khiển.
(2)
vb
g 1 g
vb
g 1 . V vb Fn
Hiệu suất nạp của BCA:
vb : Hiệu suất nạp nhiên liệu của BCA.
Trong đó :
g1 : Lượng nhiên liệu thực tế được nạp vào khoang bơm của BCA trong một
chu trình công tác (g/Kw.h).
gs: : Lượng nhiên liệu chứa đầy không gian công tác của xylanh BCA ở điều
Fn : Mật độ của nhiên liệu trong khoang nạp (kg/m3). Vsb: Dung tích công tác của xylanh BCA (m3).
kiện áp suất trong khoang nạp (g/Kw.h).
Trị số của hiệu suất nạp còn ảnh hưởng đến thời điểm bắt đầu phun và lượng
cấp nhiên liệu chu trình thực tế ứng với một vị trí của cơ cấu điều khiển. Hiệu suất
nạp chịu ảnh hưởng rất nhiều yếu tố như: Sức cản thủy động, thể tích khoang nạp,
áp suất và biến động áp suất trong khoang nạp...Độ ổn định của nó còn ảnh hưởng
đến chất lượng định lượng và định thời của hệ thống phun nhiên liệu.
Bên cạnh sức cản thủy động sự xuất hiện của các xung áp suất trong khoang
nạp tại thời điểm kết thúc quá trình phun Hình học (thời điểm rãnh piston bắt đầu
thông với khoang nạp) là hiện tượng còn ảnh hưởng rất lớn đến trị số và sự biến
động của hiệu suất nạp.
Đối với các động cơ nhiều xylanh lượng nhiên liệu chu trình được phun vào
các xylanh phải bằng nhau nhằm hạn chế những tác hại đã nêu. Sự khác nhau giữa
lượng nhiên liệu chu trình cung cấp cho các xylanh của 1 động cơ được đánh giá
ct
max
2.
thông qua “độ cấp không đồng đều”:
nl
g g
ct
max
g ct mim g ct mim
(3)
- 9 -
Độ cấp nhiên liệu không đồng đều là một trong những nguyên nhân giảm
công suất và tuổi thọ của động cơ, tăng suất tiêu hao nhiên liệu và gây một số biểu
hiện khác ở động cơ. Trong thực tế sử dụng không thể điều chỉnh hệ thống phun
nhiên liệu còn thể đạt được onl = 0 mà định kì người ta phải điều chỉnh để những
giá trị độ lệch này nằm trong giới hạn cho phép.
2.1.1.2. Định thời
Phun nhiên liệu vào buồng đốt đúng thời điểm, theo quy luật phù hợp với đặc
điểm tổ chức quá trình cháy.
Thời điểm tạo hỗn hợp cháy do thời điểm phun nhiên liệu quyết định. Nếu hỗn
hợp cháy đúng lúc thì quá trình cháy sẽ diễn ra và kết thúc đúng lúc với trị số pz và
wtb vừa phải.
Thông số để đánh giá thời điểm tạo hỗn hợp cháy là góc phun sớm (fs).
Trong quá trình sử dụng động cơ fs bị thay đổi do các nguyên nhân chủ yếu sau:
Các chi tiết chuyển động bị hao mòn (các khớp nối trục đối với bơm, các con
lăn...)
Các cam nhiên liệu bị hao mòn.
Đặc tính của các cặp lắp ghép chính xác khác nhau.
Cặp lắp ghép piston – xylanh BCA bị hao mòn.
Sự điều chỉnh ban đầu bị thay đổi hoặc còn sai sót trong các hệ thống truyền
động (con đội, nối ghép bị lỏng...).
Hình.2.1 biểu thị ảnh hưởng của thời điểm phun nhiên liệu đến quá trình cháy.
Khi phun nhiên liệu quá sớm, giai đoạn cháy trễ tăng vì áp suất và nhiệt độ không
khí lúc bắt đầu phun thấp. Tốc độ tăng áp suất cũng như áp suất cháy cực đại do tập
trung một lượng nhiên liệu lớn trong buồng cháy đến thời điểm bốc cháy và phần
lớn nhiên liệu cháy ở gần ĐCT khi thể tích công tác xylanh nhỏ và nồng độ ôxy lớn
(đường 1 - hình .2.1).
Ngược lại khi fs quá muộn, giai đoạn cháy trễ giảm, động cơ làm việc êm
hơn, công suất động cơ giảm và cháy không hoàn toàn vì một phần lớn nhiên liệu
- 10 -
cháy ở quá trình cháy giãn nở, tốc độ tăng áp suất và áp suất cháy cực đại còn trị số
nhỏ (đường 3 - hình.2.1).
P
1
2
3
C 13
C 12
C 11
Ñ C T
Hình.2.1. Ảnh hưởng của thời điểm phun nhiên liệu đến chất lượng của quá
trình cháy.
Đường số 1-Thời điểm phun quá sớm.
Đường số 2-Thời điểm phun đúng lúc.
Đường số 3-Thời điểm phun quá trễ
2.1.1.3. Quy luật phun
Quy luật phun nhiên liệu có ảnh hưởng quyết định đến quy luật hình thành hỗn
hợp cháy, đặc biệt là đối với phương pháp tạo hỗn hợp cháy kiểu thể tích, qua đó
ảnh hưởng đến hàng loạt chỉ tiêu chất lượng của động cơ diesel. Việc lựa chọn quy
luật phun nhiên liệu như thế nào là tuỳ thuộc vào tính năng của động cơ và cách
thức tổ chức quá trình cháy.
Cấu trúc các tia nhiên liệu và quy luật phun phù hợp với đặc điểm cấu tạo và
tính năng của động cơ.
Hệ thống nhiên liệu không chỉ còn nhiệm vụ đưa vào buồng cháy một lượng
nhiên liệu (gct) thích hợp với chế độ làm việc mà lượng nhiên liệu đó phải được
phun vào buồng cháy đúng thời điểm và đúng quy luật phù hợp với đặc điểm cấu
tạo của động cơ.
Do thời điểm kết thúc phun muộn hơn nên quá trình cháy phải kéo dài sang
đường giãn nở (đường 2) làm cho công suất và hiệu suất của động cơ giảm.
T p
z ' 1
z 1 e f
z 2
z ' 2
e e 2
e e 1
2
1
C i
C f
g c t
1
2
e f
C f C i
- 11 -
Hình.2.2. Ảnh hưởng của quy luật phun nhiên liệu đến quá trình cháy.
Trên hình 2.2 biểu thị quy luật phun nhiên liệu đến quá trình cháy trong điều
kiện các yếu tố khác giữ nguyên. Quy luật phun nhiên liệu là quy luật bao gồm 2
yếu tố:
Sự phân bố tốc độ phun và thời điểm phun. Nếu cùng một lượng cấp nhiên liệu
chu trình gct mà rất ngắn thời gian phun sẽ làm tăng tốc độ phun ở giai đoạn cháy trễ
dẫn đến lượng nhiên liệu tập trung ở giai đoạn này g1 là lớn. Chính vì vậy mà quá
trình cháy của động cơ còn trị số pz và wtb lớn, tuy nhiên quá trình cháy sẽ kết thúc
sớm hơn (đường 1). Ngược lại với thời điểm phun kéo dài dẫn đến quá trình cháy
của động cơ còn trị số pz và wtb nhỏ hơn, động cơ làm việc êm hơn.
2.1.2. Nhiệm vụ
Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel có các nhiệm vụ sau:
a. Dự trữ nhiên liệu: Đảm bảo cho động cơ có thể làm việc liên tục trong một
thời gian nhất định, không cần cấp thêm nhiên liệu; lọc sạch nước; tạp chất cơ học
lẫn trong nhiên liệu; giúp nhiên liệu chuyển động thông thoáng trong hệ thống.
b. Cung cấp nhiên liệu cho động cơ đảm bảo tốt các yếu cầu sau:
- Lượng nhiên liệu cấp cho mỗi chu trình phải phù hợp với chế độ làm việc
của động cơ.
- Phun nhiên liệu vào đúng thời điểm, đúng quy luật mong muốn.
- Lưu lượng nhiên liệu vào các xylanh phải đồng đều.
- 12 -
c. Các tia nhiên liệu phun vào động cơ phải đảm bảo kết hợp tốt giữa số lượng,
phương hướng, hình dạng, kích thước của các tia phun với hình dạng buồng cháy và
với cường độ và phương hướng chuyển động cảu môi chất trong buồng cháy để hòa
khí được hình thành nhanh và đều.
2.1.3. Yêu cầu
Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Hoạt động lâu bền, độ tin cậy cao.
- Dễ dàng và thuận tiện trong sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa.
- Dễ chế tạo, giá thành hạ.
Các bộ phận cơ bản:
Hình.2.3. Sơ đồ cấu tạo hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel.
a). với bơm cao áp cụm; b). với bơm cao đơn
1. thùng nhiên liệu; 2. bơm thấp áp; 3. lọc nhiên liệu; 4. bơm cao áp;
5. ống cao áp; 6. vòi phun 7.bộ điều tốc; 8. bộ điều chỉnh góc phun sớm;
9. ống thấp áp; 10. ống dầu hồi
- 13 -
Thùng nhiên liệu: Bao gồm thùng nhiên liệu hằng ngày và thùng nhiên liệu
dự trữ. Thùng nhiên liệu hằng ngây cần có dung tích bảo đảm chứa đủ nhiên liệu
cho động cơ hoạt động liên tục trong một khoảng thời gian định trước.
Lọc nhiên liệu: Trong hệ thống nhiên liệu động cơ còn các bộ phận được
chế tạo với độ chính xác rất cao như: Cặp piston xylanh của BCA – VP, các bộ
phận này rất dễ bị hư hỏng nếu trong nhiên liệu còn tạp chất cơ học. Vì thế nhiên
liệu cần phải được lọc sạch trước khi đến BCA
Ống dẫn nhiên liệu: Gồm còn ống cao áp và ống thấp áp. Ống cao áp dẫn
nhiên liệu có áp suất cao từ BCA tới vòi phun. Ống thấp áp dẫn nhiên liệu từ thùng
chứa đến bơm thấp áp và dẫn nhiên liệu về thùng chứa.
Bơm thấp áp (bơm cung cấp): Có chức năng hút nhiên liệu từ thùng chứa
hằng ngày rồi đẩy tới BCA. Hệ thống nhiên liệu có thể không cần bơm thấp áp nếu
thùng chứa nhiên liệu hằng ngây được đặt ở vị trí cao hơn động cơ.
Bơm cao áp (BCA): Có chức năng sau:
Bơm nhiên liệu đến áp suất cao rồi đẩy đến vòi phun.
- Điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp vào buồng đốt phù hợp với chế độ
làm việc của động cơ (chức năng định lượng).
- Định thời điểm bắt đầu và kết thúc quá trình phun nhiên liệu (chức năng
định thời).
Vòi phun nhiên liệu (VP): Có chức năng phun nhiên liệu cao áp vào buồng
đốt với cấu trúc tia nhiên liệu phù hợp với phương pháp tổ chức quá trình cháy.
Ưu điểm động cơ diesel là tiêu thụ nhiên liệu ít hơn động cơ chạy xăng do hao
hụt bơm nhiên liệu ít hơn và tỷ lệ nén cao.
Nhược điểm độ rung và ồn trong quá trình hoạt động lớn hơn. Đồng thời, số
chất độc hại trong khí xả ra lớn hơn so với động cơ xăng.
2.1.4. Phân tích đánh giá và lựa chọn các bộ phận cần mô phỏng
2.1.4.1. Phân tích
Vì hệ thống nhiên liệu động cơ diesel rất đa dạng và phức tạp, trong phạm vi
nghiên cứu là đề tài em chỉ chắt lọc những hệ thống, bộ phận cơ bản có tính chất
quan trọng trong hệ thống. Đặc biệt được ứng dụng nhiều trong thực tế, là bộ phận
- 14 -
có cấu tạo dặc trưng dễ nghiên cứu và nằm trong chương trình giảng dạy của
trường.
2.1.4.2. Lựa chọn các bộ phận thể hiện
Sau khi tham khảo một số tài liệu có liên quan và được sự hướng dẫn của thầy
Th.S Phùng Minh Lọc, em xin trình bày một số hệ thống, bộ phận tiêu biểu của hệ
thống nhiên liệu động cơ diesel.
- Hệ thống nhiên liệu cổ điển, hệ thống nhiên liệu dùng bơm phân phối, hệ
thống nhiên liệu điều kiển điện tử.
- Các loại bơm cao áp. Các loại vòi phun.
- Các loại bơm chuyển nhiên liệu. Các loại lọc nhiên liệu. Các bộ phận tự động
điều chỉnh. Bugi xông máy.
2.2. Phân loại hệ thống nhiên liệu động cơ diesel
Hệ thống phun nhiên liệu thường được phân loại căn cứ vào đặc điểm của
BCA.
Bảng.2.1. Phân loại tổng quát hệ thống phun nhiên liệu của động cơ diesel.
Tiêu chí phân loại Phân loại
1) Hệ thông phun nhiên liệu bằng không khí nén Phương pháp phun nhiên liệu 2) Hệ thống phun nhiên liệu bằng thuỷ lực
Phương pháp tạo và duy trì 1) Hệ thống phun trực tiếp
áp suất phun 2) Hệ thống phun gián tiếp
Phương pháp điều chỉnh quá 1) Hệ thống được điều chỉnh kiểu cơ khí
2) Hệ thống được điều chỉnh kiểu điện tử trình phun
1) Hệ thống phun cổ điển
Cách thức tổ hợp các thành tố 2) Hệ thống phun với BCA-VP liên hợp
của hệ thống phun 3) Hệ thống phun với BCA phân phối
4) Hệ thống phun đặc biệt.
1) Hệ thống phun với vòi phun hở Loại vòi phun 2) Hệ thống phun với vòi phun kín
- 15 -
2.2.1. Hệ thống nhiên liệu cổ điển
Hệ thống phun nhiên liệu cổ điển là là tên gọi qui ước của loại HTPNL trực
tiếp có những đặc điểm cơ bản sau đây: Toàn bộ HTPNL được tổ hợp từ các "tiểu
hệ thống phun " hoàn toàn giống nhau. Mỗi tiểu hệ thống phun được cấu thành từ
một phần tử bơm, 1 ống cao áp và 1 vòi phun nhiên liệu (hình. 2.4). Động cơ có bao
nhiêu xylanh thì có bấy nhiêu tiểu hệ thống phun. Các tiểu hệ thống phun hoạt động
oáng cao aùp
C
Voøi phun nhieân lieäu
7
B
N
F
6
5
Phaàn töû bôm
4
3
2
1
độc lập với nhau .
Hình. 2.4. Cấu tạo tiểu hệ thống phun của HTPNL với BCA Bosch cổ điển
1- cam nhiên liệu, 2- con đội , 3- lò so khứ hồi, 4- piston, 5- vành răng và
thanh răng điều khiển, 6- xylanh, 7- van triệt hồi , N- khoang nạp,
B- khoang bơm, C- khoang cao áp, F- khoang phun
- 16 -
802.2.2. Hệ thống nhiên liệu điều kiển điện tử
Nhằm nâng cao chất lượng quá trình tạo hỗn hợp cháy trong động cơ diesel,
khắc phục những nhược điểm mà hệ thống nhiên liệu cổ điển điều khiển bằng cơ
khí vẫn còn tồn tại như việc định lượng, định thời điểm phun chưa chính xác, tính tự
động điều chỉnh và tự động hóa còn hạn chế nhất là các chế độ làm việc không ổn
định như: khởi động, tăng tốc, giảm tốc...và các cơ cấu hệ thống (điều tốc, thay đổi
góc phun sớm...) làm việc chưa nhạy lắm. Việc áp dụng các thiết bị điện tử vào hệ
thống nhiên liệu động cơ diesel nhằm mục đích giải quyết những vấn đề này, ngoài
ra nó còn góp phần giảm bớt tính độc hại cho môi trường do quá trình cháy của
8
10
1
7
5
16
4
17
18
3
9
2
IOC
6
11
19
15
13
14
BOSCH
12
20
nhiên liệu được cháy hoàn toàn hơn.
Hình.2.5. Hệ thống phun nhiên liệu trang bị bơm cao áp PE
điều khiển bằng điện tử.
1. thùng nhiên liệu; 2. bơm tiếp vận; 3. lọc thứ cấp; 4. bơm cao áp PE;
5. cơ cấu kiểm soát thời điểm phun nhiên liệu; 6. cơ cấu điều tốc; 7. vòi phun nhiên
liệu 8,18. ống dẫn dầu về; 9. bugi xông máy và bộ phận kiểm soát
10. bộ phận điều khiển trung tâm; 11. đèn báo kết quả chuẩn đoán; 12. công tắc của
bộ phận li hợp 13. bộ cảm biến vị trí bàn đạp; 14. bộ cảm biến tốc độ động cơ;
15. bộ cảm biến nhiệt độ;16. bộ cảm biến áp suất khí nạp; 17. tuabin tăng áp
19. ắc quy; 20. công tắc buji xông máy và khởi động
- 17 -
Trên động cơ diesel thế hệ mới, bộ điều tốc cơ năng hay chân không của bơm
cao áp PE được thay thế bằng hệ thống điều tốc điện tử. Hê thống này gồm các bộ
phận sau đây:
1. Bộ phận tác động tác động (bộ phận chấp hành) hoạt động do một xôlênoy
tác động.
2. Một cảm biến khoảng dịch chuyển của thanh răng.
3. Một bộ cảm biến vận tốc trục khuỷu động cơ.
4. Bộ sử lý và điều khiển điện tử trung tâm ECU.
Hình.2.5. giới thiệu hệ thông điều tốc loại này. Kiểu điều tốc này phức tạp hơn
nhiều so với bộ điều tốc cơ năng. Tuy nhiên khả năng điều tốc và hoạt động của nó
rất phong phú, bao gồm các công việc sau đây:
Bảo đảm việc khởi động / ngừng máy.
Đặc biệt có khả năng điều tốc ổn định đáp ứng mội chế độ động cơ.
Thực hiện việc điều tốc động cơ căn cứ vào các thông tin về nhiệt độ không
khí nạp, nhiệt độ của nhiên liệu và của nước làm mát động cơ. Giới hạn và điều tiết
lượng nhiên liệu bơm đi tùy theo khối lượng không khí được nạp vào xylanh cũng
như vận tốc của trục khuỷu.
- Đảm bảo cung cấp tốt nhiên liệu ở chế độ cầm chừng không tải.
- Kiểm soát vận tốc trung bình và giới hạn vận tốc tối đa.
- Phát tín hiệu về tình hình công suất, vận tốc của động và về kết quả chuẩn
đoán.
Hệ thống nhiên liệu diesel được điện tử điều khiển lượng phun nhiên liệu và
thời điểm phun bằng điện tử để đạt đến một mức tối ưu. Làm như vậy, sẽ đạt được
các ích lợi sau đây:
1. Công suất của động cơ cao
2. Mức tiêu thụ nhiên liệu thấp
3. Các khí thải thấp
4. Tiếng ồn thấp
5. Giảm lượng xả khói đen và trắng
6. Tăng khả năng khởi động
- 18 -
Ưu điểm: Làm việc ổn định và tin cậy.
Nhược điểm: Giá thành cao, cồng kềnh, phức tạp.
Phạm vi ứng dụng: sử dụng phổ biến trên các động cơ hiện đại.
2.2.3. Hệ thống phun với BCA phân phối
Hệ thống này được sử dụng trên động cơ Reo II, III, GMC, ONAN.
Hình.2.6. Hệ thống nhiên liệu BCA phân phối.
1. bơm cao áp phân phối; 2. lọc nhiên liệu; 3. thùng chứa nhiên liệu
4. bơm thấp áp; 5. vòi phun
Khác với hệ thống nhiên liệu khác, hệ thống nhiên liệu bơm cao áp phân phối
còn bơm cao áp đặt nằm ngang và bộ điều tốc cơ khí (các loại bơm cao áp đặt thẳng
đứng còn bộ điều tốc thủy lực). Bơm cao áp loại phân phối được chia làm 2 nhóm
cơ bản là bơm cao áp kiểu piston và bơm cao áp kiểu rôto.
Trên bơm cao áp kiểu piston còn chức năng là đẩy nhiên liệu vào phần tử phân
phối nhiên liệu, từng chu kì làm thông khoang trên piston bơm với các vòi phun của
xylanh động cơ tương ứng với thứ tự nổ.
Trên hình 2.6. hệ thống nhiên liệu bơm cao áp phân phối kiểu piston có đặc
điểm là piston bơm của nó vừa chuyển động tịnh tiến để làm nhiệm vụ đẩy nhiên
liệu vừa thực hiện chuyển động xoay để phân phối nhiên liệu cho các xylanh động
cơ.
- 19 -
2.3. Đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động bơm cao áp
2.3.1. Nhiệm vụ BCA
Bơm cao áp có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu cho các xylanh động cơ đảm bảo :
- Nhiện liệu có áp suất cao, tạo chênh áp lớn trước và sau lỗ phun.
- Cung cấp nhiên liệu đúng thời điểm và theo đúng quy luật mong muốn.
- Cung cấp nhiên liệu đồng đều cho các xylanh động cơ.
- Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình
và phù hợp với chế độ làm việc của động cơ.
2.3.2. Phân loại BCA
- Theo phương pháp thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình người ta
chia BCA thành 2 loại: BCA thay đổi và BCA không thay đổi toàn bộ hành trình cả
piston.
+ BCA thay đổi hành trình toàn bộ của piston khi thay đổi lượng nhiên liệu
chu trình gồm 3 loại sau :
Dịch chuyển trục cam với các vấu cam có piston thay đổi (cam có dạng côn)
Thay đổi tỷ số truyền của cơ cấu truyền dộng từ cam dẫn động tới con đội
BCA .
Thay đổi độ dài của chêm hãm.
+ BCA không thay đổi hành trình toàn bộ của piston gồm :
BCA có van xả lắp trên đường cao áp
BCA có van tiết lưu trên đường hút
BCA Bosch.
- Theo phương pháp phân phối nhiên liệu cho các xylanh động cơ gồm :
+ Bơm nhánh gồm nhiều tổ bơm (số tổ bơm bằng số xy lanh động cơ). Bơm
nhánh có thể là bơm rời hoặc cụm bơm.
+ Bơm phân phối dùng một tổ bơm cung cấp nhiên liệu cho nhiều xylanh
động cơ.
- Theo phương pháp dẫn động hành trình gồm :
+ Dẫn động bằng trục cam
- 20 -
+ Dẫn động bằng lực lò xo
- Theo quan hệ lắp đặt giữa BCA và VP gồm :
+ BCA – VP lắp rời nhau
+ BCA – VP lắp liền nhau
2.3.2. BCA cổ điển (Bosch) loại đơn
2.3.2.1. Đặc điểm kết cấu
Hình.2.7. BCA cổ điển loại đơn
a) Bơm cao áp; b) Sơ đồ công tác của bơm
c) Sơ đồ điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình
1. thanh răng ; 2. vành răng; 3. đầu nối ống; 4. lò xo;5. van cao áp
6. đế van;7. xylanh; 8. gờ xả nhiên liệu ;9 và 11. vít; 10. piston
12. ống xoay; 13. đĩa trên;14. lò xo bơm cao áp; 15. đĩa dưới
16. bulông điều chỉnh ;17. con đội; 18. con lăn ; 19. cam.
Bơm cao áp PF còn gọi là bơm đơn, vì mỗi bơm cung cấp nhiên liệu cho một
xylanh động cơ. Nếu động cơ có hai xylanh thì còn hai bơm PF
2.3.2.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Bên trong bơm không còn trục cam, bơm hoạt động nhờ cam của động cơ.
- 21 -
Thiết kế này còn hai ưu điểm:
- Ống dẫn nhiên liệu cao áp từ bơm đến vòi phun gắn và có chiều dài bằng
nhau.
- Có thể tiến hành sửa chữa một bơm trong lúc các bơm còn lại vẫn hoạt động.
Bơm PF còn nhiều cỡ, đường kính piston bơm từ 4 mm đến 40 mm, khoảng
hành trình của piston còn thể từ 7 mm đến 35 mm.
2.3.2.3. Nguyên lý làm việc của bơm đơn
Để hiểu rõ nguyên lý làm việc của bơm PF, ta tạm chia ra ba giai đoạn: nạp
nhiên liệu, bắt đầu bơm và kết thúc bơm.
Nạp nhiên liệu. hình.2.7.a.I, II, III cho thấy piston bơm xuống điểm chết dưới
vì cam chưa đội và bị lò xo kéo xuống. Hai lỗ nạp và thoát dầu a, b mở, nhiên liệu
tràn vào xylanh bơm.
Bắt đầu bơm. hình.2.7.a.IV,V cam đội piston lên, đến lúc mặt phẳng trên
piston đóng kín hai lỗ dầu a, b, áp suất trong xylanh tăng. Van triệt hồi mở, piston
tiếp tục đi lên bơm nhiên liệu đến vòi phun vào buồng đốt.
Kết thúc bơm. hình.2.7.a .VI quá trình bơm nhiên liệu đến lúc cạnh xiên của
piston bơm mở lỗ thoát nhiên liệu. Lúc này nhiên liệu tụt xuống theo rãnh đứng đến
rãnh ngang theo lỗ b về bọng chứa dầu quanh xylanh. Áp suất trong bơm giảm ngay
và van cao áp đóng tức thì.
Hiện tượng phun rớt: Ngay sau khi bơm cao áp kết thúc bơm, kim phun trong
vòi phun đóng, nơi đầu vòi phun vẫn còn nhiễu vài giọt nhiên liệu, đó là hiện tượng
phun rớt. Phun rớt làm tiêu hao nhiên liệu, động cơ nhả khói đen và đóng muội than
trên đầu kim phun. Đễ cải thiện tình hình này, van cao áp được thiết kế với hình
dạng đặc biệt.
Nhờ vậy kim phun trong vòi phun đóng kín nhanh chóng và kết thúc, tránh
được tình trạng phun rớt.
Nguyên lý thay đổi lưu lượng nhiên liệu bơm đi hình.2.7.c.
Nguyên lý thay đổi lưu lượng nhiên liệu bơm đi là xê dịch thanh răng để xoay
piston bơm cho rãnh xiên của nó mở sớm hay mở trễ lỗ thoát dầu.
- 22 -
Khi ta xoay piston bơm qua trái cạnh xiên mở trễ lỗ thoát dầu nhiên liệu bơm
đi nhiều, vận tốc động cơ tăng.
Khi ta xoay piston bơm qua phải, cạnh xiên piston bơm sẽ mở sớm lỗ thoát
(b), nhiên liệu bơm đi ít, vận tốc trục khuỷu giảm.
Nếu xoay piston bơm tận cùng phía phải rãnh đứng của piston sẽ đối diện với
lỗ thoát b, lưu lượng nhiên liệu lúc này là số 0, tắt máy.
Qua thực tế tìm hiểu kết cấu và hoạt động của bơm nhiên liệu PF, ta nắm được
hai đặc tính sau đây:
- Điểm bắt đầu phun cố định với mọi vận tốc của trục khuỷu.
- Điểm kết thúc phun thay đổi theo vận tốc. Nếu vận tốc chậm, mức ga nhỏ,
kết thúc phun xảy ra sớm. Vận tốc lớn, mức ga lớn, điểm kết thúc phun trễ hơn.
2.3.2.4. Kiểm tra tháo lắp bơm cao áp PF
Lưu ý quan trọng trước khi tháo bơm cao áp PF như sau:
- Mặt bàn thợ và hàm bàn kẹp phải được bọc kim loại mềm như nhôm, chì để
tránh làm sây xước chi tiết bơm.
- Rửa sạch bên ngoài trước khi tháo bơm.
- Các chi tiết tháo ra phải ngâm trong dầu sạch.
- Không được dùng các dụng cụ sắc bén như sắt, thép để cạo sạch chi tiết
bơm.
- Trước khi lắp phải nhúng các chi tiết bơm vào trong dầu sạch. Tuyệt đối
không dùng vải lau, vì sợi bông trong vải còn thể làm kẹt hỏng piston, xylanh và
các chi tiết tinh xác khác.
2.3.2.5. Quy trình tháo bơm cao áp PF
Đầu tiên tháo vòng hãm đấy bơm, lấy ống dẫn lò xo, piston bơm, vòng răng,
chận răng. Sau cùng tháo rắc co lấy van cao áp, vít chận xylanh và xylanh bơm ra.
Quan sát, kiểm tra chi tiết bơm
- Cặp piston và xylanh bơm. Dùng kính lúp quan sát tình trạng sây xước của
piston nhất là nơi vòng dầu và rãnh xiên. Nếu bị sây xước là do nhiên liệu bẩn.
Nếu piston và xylanh còn màu sắc khác thường thì trong nhiên liệu còn lẫn
nước hay axit .
- 23 -
Nếu sây xước nhẹ thì xoáy lại với mỡ rà đặc biệt dành cho công tác này, tuyệt
đối không được dùng cát xoáy. Sây xước nặng thì phải thay mới cặp piston và
xylanh.
- Van và đế van cao áp. Dùng kính lúp quan sát tình hình tiếp xúc giữa van và đế
van. Còn xước nhẹ thì rà. Xước nặng thì thay mới cặp van và đế van.
Hình 2.8 Chỗ mài mòn của cặp piston và vị trí mài mòn trên bề mặt công tác của van cao áp a. van ; b. đế van; c thay đổi hình dáng các mặt công tác A. rãnh thoát tải; B. đầu côn tì; C đuôi van; D. gờ côn; Đ. mặt tiếp xúc với rãnh; G. lỗ dẫn hướng - Lò xo thoát dầu cao áp, vòng răng, thanh răng.
Nếu nếu lò xo van thoát cao áp bị cong, rỉ phải thay mới. Răng của vòng răng
và thanh răng mòn thì làm sai lưu lượng, do đó phải thay mới.
2.3.2.6. Qui trình lắp chi tiết bơm
Thứ tự ngược lại với tháo. Lưu ý mấy điểm sau đây
- Rãnh kềm xylanh bơm phải ngay với lỗ răng vít giữ.
- Trên rãnh kẹp của vòng răng còn đánh dấu. Trên một ngạnh chân piston cũng còn dấu. Khi lắp, hai dấu này phải ngây nhau. Nếu lắp ngược 1800 động cơ sẽ
luôn luôn vận chuyển ở mức tối đa không giản tốc độ được, vô cùng nguy hại.
Cách hiệu quả nhất là cạnh xiên của ty bơm phải hướng qua phía vít giữ
xylanh bơm.
- Dấu ở thanh răng phải ngay với dấu của vòng răng.
- Trước khi lắp chúng phải nhúng chúng trong dầu sạch.
Kiểm tra áp suất của bơm và độ kín van cao áp
Sau khi phục hồi sửa chữa, ta tiến hành kiểm tra khả năng bơm dầu của bơm
cao áp của van cao áp như sau:
- 24 -
- Gắn vào rắc co ống dẫn cao áp của bơm cao áp của bơm một áp kế còn khả
năng chịu được 500 kG/cm2.
- Đưa thanh răng lên vị trí ga tối đa (lưu lượng tối đa).
- Xeo piston khoảng 5 lần. - Nếu áp suất đạt được 250kG/cm2 là tốt.
- Duy trì áp suất này trong 10 giây nếu áp suất này không tụt xuống qua 20
kG/cm2 là van cao áp còn kín tốt.
2.3.2.7. Cân bơm cao áp PF
1. Cân đồng lưu lượng của các bơm cao áp
Trên động cơ diesel nhiều xylanh, nếu các bơm cao áp hoạt động không đồng
lượng nghĩa là lượng dầu bơm đi của các bơm không đồng đều nhau, động cơ sẽ
động và sẽ bị nhiều hậu quả tai hại khác. Vì vậy trước khi gắn bơm lên động cơ,
phải tin hành cân đồng lượng các bơm PF.
a. Cân đồng lượng trên băng thử. Ví dụ mỗi bơm, bơm ra được 10cc trong
100 hành trình của piston ở vận tốc 600 vòng/phút.
- Gắn bơm PF số 1 lên băng thử.
- Cho băng thử quay, xả gió trong bơm, chỉnh vận tốc băng thử 600
vòng/phút.
- Dịch thanh răng để hứng 10cc trong 100 lần phun, ta thấy mức chỉ ở vị trí
50 mm trên thanh răng.
- Tháo bơm số 1, gắn bơm số 2 lên bằng thử. Cho băng thử quay ở 600
vòng/phút, dịch thanh răng thế nào để hứng 10cc trong 100 lần phun.
- Điều chỉnh mũi chỉ đến mức 50 mm trên thanh răng.
Như vậy trên cả hai bơm PF1, PF2, lúc ta đặt thanh răng của chúng ở mức 50
mm chúng sẽ bơm ra một lượng nhiên liệu bằng nhau ở một tốc độ nhất định.
b. Cân đồng lượng trên động cơ không nổ.
- Tháo các kim vòi phun ra khỏi quy lát động cơ.
- Gắn các ống nhiên liệu hứng dầu.
- Xả sạch gió trong hệ thống nhiên liệu và các bơm PF.
- 25 -
- Dùng maniven quay trục khuỷu ở một vận tốc và số vòng quay đủ mạnh nào
đó.
- Xê dịch điều chỉnh mối nối giữa các thanh răng PF1 và PF2 thế nào cho tăng
lượng nhiên liệu phun ra giữa hai bơm cho đồng đều.
c. Cân đồng lượng trên động cơ khi đang vận hành.
- Cho động cơ chạy cầm chừng để đạt đến nhiệt độ vận hành sau đó tăng đến
vận tốc bình thường còn tải.
- Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ ống thoát từng xylanh.
- Tùy theo nhiệt độ nơi mỗi ống thoát, ta điều chỉnh thanh răng để nhiệt độ các
ống thoát đồng đều. Nếu nhiệt độ cao, chỉnh thanh răng bớt lưu lượng. Nếu nhiệt
độ thấp, điều chỉnh thanh răng thêm nhiên liệu. Điều chỉnh xê dịch thanh răng tại
mối nối các thanh răng.
2. Cân bơm cao áp PF vào động cơ
Cân bơm cao áp vào động cơ là gắn bơm kết với động cơ sao cho bơm phun
nhiên liệu vào buồng đốt đúng thời điểm cần thiết (vào cuối thì nén đúng góc phun
sớm quy định).
Trên động cơ có đánh sẳn dấu phun sớm cần thiết, bơm cao áp PF còn cửa sổ
cân bơm (1) ghi điểm bắt đầu bơm. Trường hợp bơm không còn dấu ta cũng phải
biết cách xử lý như sau:
a. Trường hợp còn dấu ở thân bơm PF
- Chùi sạch các mặt lắp ghép bơm.
- Quay trục khuỷu đúng chiều cho đệm đẩy bơm cao áp xuống điểm chết
dưới.
- Gắn bơm cao áp PF vào động cơ, xiết đều cân đối hai đai ốc,
- Quay bánh đà từ từ đúng chiều để tìm điểm phun dầu cuối thì nén, dấu
phun dầu ghi trên bánh đà ngay dấu cố định.
- Lúc này vạch ghi nơi ống đẩy piston phải gây dấu nơi cửa sổ cân bơm,
- Nếu vạch ghi nơi ống đẩy cao hơn dấu trên cửa sổ cân bơm là phun dầu
sớm phải chỉnh vít đầu đệm đẩy lên.
- 26 -
- Nếu vạch ghi nơi ống đẩy piston bơm nằm dưới dấu cửa sổ cân bơm là
phun trễ, phải xoay vít đệm đẩy lên,
- Kiểm tra bằng cách quay bánh đà hai vòng đến điểm khởi phun, các dấu
cân bơm cao áp tại bơm cao áp phải ngay nhau.
b. Cân bơm theo phương pháp “ngưng trào”
Hình 2.9. Cân BCA đơn vào động cơ theo phương pháp ngưng trào
Những bơm cao áp cỡ nhỏ thường không còn cửa sổ cân bơm hoặc dấu cân
bơm không rỏ, ta áp dụng phương pháp ngưng trào. Nội dung của phương pháp này
là: Lúc piston mở các lỗ a, b dầu sẽ trào ra nơi rắcco lắp van thoát cao áp (đã tháo
van ra). Khi piston tiến lên bịt lỗ a,b để bắt đầu bơm thì dầu bắt đầu ngưng trào.
- Quay trục khuỷu đúng chiều cho piston (động cơ một xylanh) ở cuối thì
nén cách điểm chết trên khoảng 300.
- Tháo lò xo và van thoát cao áp ra khỏi bơm PF, gắn thay vào đó ống
nghiệm chữ U.
- Đẩy thanh răng đến vị trí lưu lượng tối đa, mở van thông nhiên liệu (tiếp
vận bằng trọng lực).
- Dầu sẽ trào ra khỏi ống U.
- Tháo ống U, lắp trả lại lò xo và van cao áp.
Trong trường hợp đệm đẩy bơm cao áp không còn vít điều chỉnh, ta phải thêm
hay bớt các miếng chêm mỏng dưới đế gắn bơm.
3. Xả gió trong hệ thông nhiên liệu bơm PF
Nếu trong hệ thống nhiên liệu động cơ diesel còn lẫn không khí (gió), động cơ
không vận hành được. Không khí ứ trong bình lọc thư cấp, bình lọc sẽ thiếu nhiên
- 27 -
liệu. Nếu không khí có trong bơm cao áp, trong ống dẫn cao áp và trong kim phun,
nhiên liệu sẽ không phun được.
a. Xả khí giữa bình nhiên liệu và bơm nhiên liệu (phía áp suất thấp)
(1) Ấn và thả tay bơm nhiều lần.
(2) Lực cản tay bơm dần dần tăng cao hơn, bơm sẽ ngừng hoạt động. Khi đó
không khí cùng với nhiên liệu chảy vào bình chứa nhiên liệu qua ống hồi.
(3) Việc xả khí được thực hiện hoàn thành khi bơm tay nặng (khó bơm).
Trong các trường hợp sau, xả không khí giữa bơm nhiên liệu và vòi phun (phía
cao áp).
- Khi động cơ không hoạt động chính xác sau khi động cơ được làm nóng.
- Khi một bộ phận của phía cao áp của hệ thống nhiên liệu được thay thế.
b. Xả không khí giữa bơm nhiên liệu và vòi phun (phía cao áp)
Hình.2.10. Xả gió phía cao áp
(1) Nới lỏng tất cả các đai ốc nối ống cao áp (ống phun nhiên liệu) ở phía vòi
phun.
(2) Quay động cơ để đẩy nhiên liệu ra ngoài ống cao áp và xả không khí.
(3) Xiết chặt các đai ốc nối ống cao áp.
Chú ý:
Đối với loại có đường ống phân phối "common-rail type", thì sử dụng Máy
chẩn đoán và vận hành vòi phun để xả khí ra. Không được xả khí bằng cách nới
lỏng các đai ốc nối ống cao áp.
- 28 -
2.3.3. Bơm cao áp kiểu piston ngăn kéo loại cụm
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Bơm cao áp Bosch loại P.E hay còn gọi là bơm cao áp piston ngăn kéo
Nguyên lý hoạt động của bơm cao áp loại cụm cũng tương tự như bơm loại
đơn. Chỉ có điều là bơm này hoạt động theo từng cụm còn chung một thanh răng.
So với bơm cao áp đơn loại này chỉ dùng cho máy có công suất nhỏ.
Sau khi kết thúc quá trình phun, piston vẫn tiếp tục chuyển động đi lên cho hết
quá trình danh nghĩa của nó (Sd).
Hình.2.11. BCA kiểu piston ngăn kéo loại cụm.
1. đế và thân van cao áp; 2. trục con lăn; 3. con lăn; 4. vòng răng; 5. lò xo nén;
6. piston; 7. con lăn, con đội; 8. ổ bi; 9. trục cam ; 10. thân bơm; 11. vị trí lắp bơm
tiếp vận; 12. vít định vị xylanh ; 13. vít định vị xylanh ; 14. vít định vị xả
Với loại bơm ta đang xét thì hành trình danh nghĩa (Sd) bằng chiều cao của
cam còn hành trình có ích (Si) được xác định như trên hình khai triển đầu piston
vừa chớm gặp mép vít điều chỉnh.
d
q
p S .
i
4
Lượng cung cấp 1 lần bơm được tính theo công thức: ( 3-168 )
- 29 -
Trong đó:
d: đường kính piston ngăn kéo bơm.
Si Hành trình có ích.
Giữ nguyên hành trình danh nghĩa (Sd) nhưng nếu dịch chuyển thước nhiên
liệu (19) thì piston ngăn kéo sẽ xoay quanh đường tâm của nó xoay phải giảm hành
trình có ích - giảm cung cấp. Xoay trái, tăng hành trình có ích - tăng cung cấp.
Vị trí tương đối của piston ngăn kéo so với các lỗ của xylanh ở các mức cung
cấp tối đa, trung bình, cầm chừng và tắt máy (không cung cấp) trình bầy trên tương
ứng với hành trình có ích là Std, Stb, Sc, v à S0 ghi trên.
Hình.2.13. Vị trí tương đối của piston trong xylanh ở các chế độ.
a. cung cấp tối đa; b. trung bình; b. cầm chừng; d. tắt máy
Hình.2.12. Hành trình có ích của piston ở các chế độ.
Như vậy, loại bơm còn piston ngăn kéo cắt vát phía dưới, khi xoay piston cho
phép thay đổi thời điểm kết thúc phun còn thời điểm bắt đầu phun thì vẫn được giữ
nguyên.
Cũng lý giải như vậy, đầu piston được cắt phía trên hoặc cả phía trên lẫn phía
dưới thì khi xoay piston, ta còn thể điều chỉnh lượng cung cấp chu trình bằng cách
thay đổi thời điểm bắt đầu (hình b) hoặc thay đổi cả thời điểm bắt đầu cả thời điểm
kết thúc cung cấp (hình c) .
- 30 -
Áp suất cung cấp dầu lên ống cao áp do độ cứng của lò xo van cao áp (13)
quyết định. Như vậy, bơm piston ngăn kéo cho phép ta tạo áp suất nhiên liệu theo
yêu cầu, đồng thời cho phép ta thay đổi thời điểm và lượng cung cấp tuỳ ý - phù
hợp với chế độ làm việc của động cơ.
Hình.2.14. Các phương án điều chỉnh lượng cung cấp chu trình.
a. Thay đổi thời điểm kết thúc cung cấp,
b. Thay đổi thời điểm bắt đầu,
c. Thay đổi hỗn hợp.
Đặc điểm cấu tạo của BCA ngăn kéo – loại cụm:
Không gian được hình thành giữa mặt trong xylanh và vùng được khoét sau
thêm ở đầu piston được gọi là ngăn kéo của bơm. Ở piston trên hình 2.14.a ngăn
kéo bơm được thông với khoang trên đỉnh piston nhờ lỗ khoan ngang và lỗ khoan
chính tâm. Còn các piston thì rãnh không được xẻ dọc phía ngoài. Nhờ có ngăn kéo
và đường thông giữa nó với khoang đỉnh nên khi ngăn kéo thông với cửa xả cung
cấp nhiên liệu được kết thúc và khi nó không còn thông với khoang đỉnh của piston
nữa, sự cung cấp mới được bắt đầu.
Hình.2.15. Dạng cắt điều chỉnh ở đầu piston BCA ngăn kéo và quy luật thay đổi
lượng cung cấp theo góc xoay của piston.
a - Cắt xoắn ốc 1/3 Vòng; b - 1 Vòng; c- Cắt thẳng; d - Đường gCT=f().
- 31 -
Việc khoét ngăn kéo ở bên trong đầu piston như trên làm cho nó bị đẩy về
phía đối diện bởi áp lực nhiên liệu trong khoang lúc bơm tăng áp. Phía piston và
xylanh bị cọ sát vào nhau mạnh hơn, gây ra hao mòn nhiều hơn, làm cho chúng
không còn dạng trụ xoay ban đầu nữa. Để khắc phục nhược điểm này, người ta
khoét thêm một ngăn kéo và một rãnh thông nữa ở phía đối diện của đầu piston. sự
đối xứng này sẽ triệt tiêu áp lực của dầu lên piston trong mặt phẳng vuông góc với
đường sinh piston xylanh.
Rãnh vòng chứa nhiên liệu để bôi trơn:
Ở phần dẫn hướng của piston ngăn kéo người ta tiện một rãnh quanh chu vi
piston, khi piston làm việc, nhiên liệu từ khoang cao áp theo khe giữa piston và
xylanh lọt xuống chứa ở đây, tạo ra một giếng nhiên liệu di động lên xuống theo
chiều chuyển động của piston bôi trơn cho cặp piston - xylanh bơm.
Còn một số BCA, người ta tiện rãnh bôi trơn này ở xylanh. Khi ngăn kéo và
rãnh bôi trơn bố trí ở xylanh, thì piston l hình trụ nhẵn, chế tạo dễ và thuận lợi cho
công nghệ mạ Crôm. Lớp mạ Crôm xốp sẽ tăng tuổi thọ của piston BCA.
- Lỗ nạp và xả nhiên liệu trên xylanh.
Thông thường trên xylanh BCA có lỗ nạp và lỗ xả, đối diện nhau và cũng
thông với rãnh chứa nhiên liệu vòng quanh xylanh. Có trường hợp chỉ 1à lỗ (vừa
nạp, vừa xả).
Trường hợp này mép vát điều chỉnh của piston nằm đối diện với lỗ. Các máy
công suất lớn, lượng cung cấp chu trình nhiều, để giảm tốc độ dầu đốt khi chảy qua
lỗ, giảm mòn cho nó, người ta tăng tiết diện lưu thông bằng cách làm một hàng lỗ
xung quanh xylanh, hoặc và hàng nếu rãnh điều chỉnh trên piston là một đường
xoắn trên toàn chu vi piston.
Hình.2.16. Con đội BCA.
1. con đội 2. con lăn 3. ốc hãm 4. bulông điều chỉnh
- 32 -
Bộ đôi piston xylanh BCA là mối ghép chính xác đường không được lắp lẫn.
Con đội của BCA khác với con đội dùng ở cơ cấu phân phối khí là nó còn thể
điều chỉnh chiều cao bằng bulông 4 và ốc hãm 3.
Nhờ thay đổi chiều cao của con đội, ta có thể thay đổi thời điểm cung cấp
trước.
Khi tăng chiều cao con đội, áp suất cuối kỳ nén trong BCA có thể tăng quá
giới hạn cho phép. Vì vậy ở BCA loại đơn người ta vạch dấu giới hạn trên cho sự
dịch chuyển của piston .
R·nh däc
Lç n¹p
Lç x¶ + §Þnh vÞ
MÐp v¸t
R·nh chÐo
R·nh ngang
Xylanh
Piston
2.3.4. Cặp piston-xylanh của BCA Bosch cổ điển
a)
b)
c)
Hình.2.17. Cặp piston - xylanh của BCA cổ điển
Hình.2.18. Các biến tướng của cặp piston-xylanh của BCA bosch cổ điển.
a) FVM; b) CAV; c) SIMMS;
Cặp piston-xylanh của BCA Bosch cổ điển gồm 2 chi tiết: xylanh-piston. Trên
hình có lỗ nạp và, lỗ xả định vị. Lỗ nạp nhiên liệu từ khoang nạp vào khoang bơm.
Lỗ xả để nhiên liệu thoát từ khoang bơm ra khoang nạp. Lỗ định vị để cố định vỏ
- 33 -
xylanh với vỏ BCA. Một lỗ trên xylanh chỉ thực hiện một chức năng (nạp, xả, định
vị), hoặc thực hiện đồng thời cả 2, 3 chức năng trên. Trên phần đầu của piston còn
rãnh dọc, rãnh chéo và rãnh ngang.
Rãnh dọc để cho nhiên liệu từ khoang bơm về khoang nạp sau khi rãnh
cho thông với lỗ xả. Mép vát còn tác dụng làm thay đổi hành trình có ích của piston,
qua đó điều chỉnh lượng nhiên liệu chu trình khi piston được xoay trong lòng
xylanh. Để tạo được áp suất cao của nhiên liệu sau khi phun vào buồng đốt khe hở
hướng kính giữa piston và xylanh là rất nhỏ. Vì thế mà cặp piston xylanh là bộ phận
quan trọng của bơm cao áp và là một trong các cặp lắp ráp siêu chính xác trong hệ
thống nhiên liệu động cơ diesel.
2.3.5. Nguyên lý hoạt động
BCA Bosch cổ điển hoạt động theo kiểu chu kỳ. Mỗi chu trình công tác của
nó được hoàn thành sau 1 vòng quay của trục cam nhiên liệu, tương ứng với 2 hành
a)
b)
c)
d)
e)
g)
trình của piston BCA , được gọi là hành trình nạp và hành trình bơm.
Hình.2.19. Chu trình công tác của BCA Bosch cổ điển
a) piston ở điểm cận trên, b) nạp nhiên liệu vào khoang bơm,
c) piston ở điểm cận dưới,d) bắt đầu bơm hình học,
e) kết thúc bơm hình học, g) kết thúc chu trình công tác
Hành trình nạp của piston BCA ( piston BCA đi từ điểm cận trên đến điểm
cận dưới ) được thực hiện nhờ tác dụng của lò xo khứ hồi ; còn hành trình bơm (
piston BCA đi từ điểm cận dưới đến điểm cận trên) do cam nhiên liệu đẩy. ở động
cơ 4 kỳ, một vòng quay của trục cam nhiên liệu tương ứng với 2 vòng quay của trục
- 34 -
khuỷu và 4 hành trình của piston động cơ; còn ở động cơ 2 kỳ - tương ứng với 1
vòng quay của trục khuỷu và 2 hành trình của piston động cơ.
Ở giai đoạn đầu của hành trình nạp, nhiên liệu trong khoang bơm vừa dãn nở
vừa thoát ra khoang nạp qua rãnh dọc. Khi piston mở lỗ nạp, nhiên liệu từ khoang
nạp tràn vào khoang bơm (Hình.2.19.b). Sau khi được lò xo khứ hồi kéo về điểm
cận dưới, piston của của BCA sẽ không chuyển động trong một khoảng thời gian
tuỳ thuộc vào cấu tạo của cam nhiên liệu và tốc độ của động cơ.
Hành trình bơm được thực hiện nhờ tác dụng đẩy của cam nhiên liệu
(Hình.2.19.c, d, e). ở giai đoạn đầu của hành trình bơm, khoang nạp và khoang bơm
vẫn được thông với nhau. Quá trình nén nhiên liệu trong khoang bơm được bắt đầu
từ thời điểm piston đóng hoàn toàn lỗ nạp và lỗ xả trên cylindre của BCA. Nhiên
liệu bắt đầu được bơm vào khoang cao áp (không gian chứa nhiên liệu trong rắcco
cao áp, ống cao áp và vòi phun nhiên liệu) khi lực tác dụng lên kim van triệt hồi từ
phía dưới (FB) được tạo ra bởi áp suất trong khoang bơm đạt tới trị số bằng lực tác
dụng từ phía trên (FC) được tạo ra bởi lực căng ban đầu của lò so van triệt hồi và áp
suất dư trong ống cao áp. Quá trình phun nhiên liệu vào buồng đốt bắt đầu khi lực
tác dụng lên mặt côn nâng của vòi phun (Ff) được tạo ra bởi áp suất của nhiên liệu
trong khoang phun (không gian chứa nhiên liệu trong đầu phun của vòi phun) thắng
được lực căng ban đầu của lò xo vòi phun (F0). Quá trình phun nhiên liệu vào buồng
đốt kéo dài cho đến khi rãnh chéo trên piston được thông với khoang nạp
(Hình.2.19.g), khi đó nhiên liệu dưới áp suất cao từ khoang bơm và khoang cao áp
sẽ thoát ra khoang nạp qua rãnh dọc. Quá trình phun nhiên liệu kết thúc tại thời
điểm áp suất trong khoang cao áp giảm xuống đến trị số, tại đó Ff = F0. Sau thời
điểm kết thúc phun, piston tiếp tục đi lên để kết thúc hành trình bơm tại điểm cận
trên để kết thúc chu trình công tác của hệ thống phun nhiên liệu .
Tất cả các kiểu BCA điều chỉnh bằng rãnh chéo trên piston đều hoạt động
theo một nguyên lý chung là :
- Đẩy piston để nén nhiên liệu bằng cam.
- Khứ hồi piston bằng lò xo.
- Hành trình toàn bộ của piston không đổi ( h0 = const )
- 35 -
- Điều chỉnh lượng nhiên liệu chu trình ( gct ) bằng cách xoay piston để thay
đổi hành trình có ích ( he = var ).
b) c) a)
Hình.2.20. Nguyên lý điều chỉnh lượng nhiên liệu chu trình
2.3.6. Tháo lắp, kiểm tra, sửa chữa bơm cao áp PE
2.3.6.1. Phương pháp tháo rời các chi tiết một bơm các áp PE đúng quy trình
kỹ thuật
- Xả hết dầu bôi trơn trong thân bơm, tách rời bơm tiếp vận nhiên liệu.
- Tháo ốc chụp trên đầu phần tử bơm, lấy lò xo van thoát cao áp, dùng dụng
cụ chuyên dùng để kéo bệ và van cao áp ra.
- Mở cửa sổ cân bơm.
- Dùng dụng cụ chuyên dùng chêm các đệm đẩy khỏi các mấu cam bơm. Rút
trục cam ra khỏi thân bơm.
- Tháo các nắp vít nơi đáy bơm, lấy đệm đẩy, piston, lò xo, chén chặn ra
ngoài.
- Tháo vít giữ xylanh bơm.
- Kéo xylanh bơm ra khỏi vỏ bơm.
- Lấy vòng răng và ống kẹp chân piston bơm.
Chú ý quan trọng:
1. Sắp xếp thứ tự chi tiết của từng bơm theo thứ tự từng phần tử bơm. Không
được lắp lẫn các phần tử bơm này sang các phần tư bơm kia.
2. Sau khi kiểm tra phục hồi phải rửa các chi tiết bơm trong dầu sạch trước khi
ráp lại, tuyệt đối không dụng vải cô-tông (vải bông).
- 36 -
3. Rãnh định vị xylanh bơm phải hướng ngay lỗ vặn vít giữ.
4. Dấu nơi ống kẹp và chân piston phải ngay nhau.
5. Khe hở dọc cho phép của trục cam trong vỏ bơm khoảng 0.08 mm.
Sau khi ráp xong phải tiến hành kiểm tra điều chỉnh các khâu:
- Điểm khởi phun của các phần tử bơm.
- Cân đồng lượng các phần tử bơm.
- Cân bơm động cơ.
- Xả gió trong hệ thống nhiên liệu.
2.3.6.2. Cân và điều chỉnh bơm cao áp PE
A. Kiểm tra piston, xylanh bơm và van triệt hồi
Mục đích: xem bộ piston, xylanh bơm, van cao áp có còn tốt không. Ta thao
tác như sau:
Tháo ống dầu cao áp. a. Gắn vào phần tử bơm một áp kế chịu được 500kG/cm2. a. Xả sạch gió trong bơm bằng cách:
- Đặt thanh răng vào vị trị stop. - Nới lỏng ốc xả gió nơi thân bơm. - Tác động cần bơm tây cho dầu trào ra đến lúc hết bọt gió, khóa ốc xả lại.
b. Quay cho mỏ cam phần tử bơm số một chỉ xuống dưới, đặt vị trí thanh răng
vị trí tối đa.
c. Xeo đệm đẩy số 1 lên khoảng 5 lần, nếu áp kế chỉ 250 kG/cm2 là tốt. d. Duy trì áp suất này trong 10 giây, nếu áp kế không tụt xuống qua 20kG/cm2.
là van thoát tốt.
B. Cân và chỉnh góc phun sớm của các phần tử bơm
Mục đích: Thống nhất góc phun sớm nhiên liệu của các phần tử bơm PE đối
với các vị trí quy định của trục khuỷu.
Phương pháp: Sau đây là phương pháp điều chỉnh bơm PE4, thứ tự phun
nhiên liệu 1.3.4.2.
Chỉnh khe hở an toàn 0,2 mm
- 37 -
1. Đặt thanh răng vị trí stop. Quay trục cam bơm đúng chiều cho mấu cam
phần tử bơm 1 đội piston bơm lên cao nhất.
2. Gắn so kế vào cửa sổ bơm, mũi nhọn so kế vừa chạm vào vai đệm đẩy, kim
so chỉ số 0.
3. Xeo đệm đẩy cho piston bơm chạm vàn van cao áp, kim chỉ so kế phải chỉ
mức 0,2 mm. Nếu không đúng thông số này, phải chỉnh con vít trên đầu đệm lên
hay xuống cho đến khi đạt yêu cầu.
4. Thao tác như thế để chỉnh các phần tử bơm còn lại.
Kiểm tra điểm phun sớm bơm theo phương pháp ngưng trào
1. Xả gió trong bơm cao áp PE.
2. Tháo van triệt hồi phần tử bơm 1, gắn vào đó ống nghiệm U theo dõi dầu
trào, Đặc thanh răng vị trí lưu lượng tối đa.
3. Quay từ từ trục cam bơm đúng chiều cho dầu trào ra, quay tiếp cho dầu
ngưng trào.
4. Gắn vào đầu trục cam bơm mân chia độ 00, 900, 1800, 2700, 3600. Nấc 0-
3600 ngay dấu cố định trên thân bơm.
5. Thao tác như thế đối với các phần tử bơm 3, lúc ta quay trục cam đến vị trí
nấc 900, phần tử bơm này phải ngưng trào.
6. Tiếp tục kiểm tra như thế đối với phần tử bơm 4 ở nấc 1800, và phần tử 2 ở
nấc 2700.
C. Cân đồng lượng các phần tử bơm PE
Ở một số vòng quay và vận tốc nhất định của trục cam bơm tương ứng với một
vị trí thanh răng, các phần tử bơm phải bơm ra một lượng nhiên liệu bằng nhau, đó
là mục đích của khâu cân đồng lượng.
Công tác này thực hiện trên băng thử chuyển dùng theo ghi chú kỹ thuật của
nhà chế tạo. Ta thực hiện như sau:
1. Lắp bơm PE lên bằng thử
2. Lắp các vòi phun nhiên liệu vào các ống thủy tinh có ghi phân khối.
3. Xả gió trong bơm. Cho động cơ của băng thử hoạt động.
Ví dụ: 1800 vòng/ phút trong 500 vòng.
- 38 -
Hình 2.21. Băng kiểm tra BCA
cụm.
1.đế băng;
2. tay quay để thay đổi số vòng
quay
3. cụm nút bấm
4. trục dẫn động bơm
5. áp kế; 6. đĩa cố định
7. tốc kế; 8. các ống đo
9. bảng các cảm biến
10. bảng điều khiển
4. Khi máy ghi số vòng đủ 500 vòng, động cơ sẻ tự động ngưng, các ống thủy
tinh được đưa khỏi tầm các vòi phun.
5. Quan sát mức nhiên liệu trong các ông thủy tinh, phải đều nhau và đúng
lượng quy định của bơm đang chỉnh.
6. Nếu mức nhiên liệu không đều nhau, ta chỉnh như sau:
- Nới lỏng vít kẹp vòng răng trên ống dẫn hướng piston bơm.
- Gõ nhẹ ống dẫn hướng piston bơm qua phía giảm nhiên liệu nếu lượng dầu
phun ra nơi ống nghiện hứng được của ti bơm đó nhiều hơn định mức.
- Xiết cứng vít kẹp vành răng. Tiếp tục kiểm tra đến lúc nhiên liệu hứng
được đồng đều nhau và đúng quy định.
D. Xả gió trong hệ thống nhiên liệu bơm PE
1. Châm đầy nhiên liệu vào thùng chứa.
2. Nới lỏng vít xả gió (1) nơi bầu lọc thứ cấp.
3. Tác động cần bơm tay cho bơm chuyển làm việc.
4. Nhiên liệu sẽ chảy ra nơi vít (1) với bọt gió. Tiếp tục xả đến hết bọt khí xiết
vít (1).
- 39 -
Hình 2.22. Thứ tự xả gió trong hệ thống nhiên liệu bơm cao áp PE:
1. xả gió tại bầu lọc thứ cấp; 2. xả gió tại bơm cao áp
3. xả gió tại vòi phun nhiên liệu
5. Tiến hành xả gió bơm cao áp bằng cách:
- Đặt thanh răng ở vị trí stop.
- Nới lỏng hai vít xả gió (2) bơm cao áp.
- Tiếp tục tác động bơm chuyển, nhiên liệu sẽ xì ra nơi vít (2) có lẫn bọt khí,
xả tiếp tục cho đến khi nhiên liệu không có lẫn bọt gió là được xiết vít (2).
6. Tiến hành xả gió các vòi phun nhiên liệu như sau:
- Kéo thanh răng nhiên liệu bơm cao áp tới vị trí lưu lượng tối đa.
- Nới lỏng rắcco dầu cao áp nơi vòi phun số 1.
- Quay trục khuỷu hay hay xeo đệm đẩy piston bơm số 1 cho nhiên liệu bơm
lên vòi phun. Trước khi xeo, phải quay mấu cam bơm 1 chỉ xuống. Dầu lẫn bọt gió
sẽ phun ra nơi rắcco đang nới lỏng, đến khi hết bọt xiết rắc co lại.
- Tiếp tục xả các vòi phun còn lại.
E. Cân bơm cao áp PE vào động cơ
1. Trường hợp có dấu cân bơm rõ ràng
- Quay trục khuỷu đúng chiều cho piston xylanh số 1 của động cơ đúng điểm
phun đầu cuối thì ép (dấu ghi nơi puly trục khuỷu hay nơi bánh trớn).
- 40 -
- Quay trục cam đúng chiều cho dấu bắt đầu phun trên mân nối ngay dấu cố
định nơi thân bơm.
- Siết chặc mâm nối vào động cơ.
- Gắn các ống cao áp, tiến hành xả gió, chuẩn bị khỏi động.
2. Trường hợp không có dấu cân bơm
Ta áp dụng phương pháp ngưng trào (cạnh xiên piston nằm dưới).
- Ta quay trục khuỷu cho piston xylanh 1 cuối thí ép đúng điểm phun dầu.
- Tháo rắc co lấy lò xo van thoát cao áp phần tử bơm số 1. Gắn thay vào ống
nghiệm chữ U.
- Đặc thanh răng ở vị trí trung bình, bơm tay bơm tiếp vận, quay trục cam
bơm từ từ đúng chiều cho dầu trào ra nơi ống chữ U. Tiếp tục quay từ từ trục cam
đúng chiều cho đến khi dầu ngưng trào nơi ống chữ U. Ngừng quay trục cam bơm,
đó là điểm bắt đầu bơm của phần tử bơm số 1.
- Siết chặt mâm nối giữa bơm với động cơ. Lắp lại van cao áp. Gắn ống cao
áp.
- Tiến hành xả gió, khởi động.
2.4. Đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động vòi phun
Vòi phun một trong những chi tiết quan trọng của hệ thống nhiên liệu. Nó
quyết định đến chất lượng của chùm tia nhiên liệu phun vào xylanh, trực tiếp ảnh
hưởng đến quá trình cháy.
2.4.1. Nguyên lý kết cấu
Kết cấu chung của một vòi phun nhiên liệu gồm ba phần chính:
Thân vòi phun: trên thân kim có ống dầu dẫn đến, ống dẫn về và vít xả gió.
Trong thân có lò xo, cây đẩy, phía trên có đai ốc chận để hiệu chỉnh sức ép của lò
xo, trên cùng là chụp đậy đai ốc hiệu chỉnh.
Đầu vòi phun (đót kim): được nối liền với thân kim bằng một khâu nối (êcu
tròng) bên trong có đường dầu cao áp và khoang chứa dầu cao áp và chứa van kim.
Phần dưới đầu kim có một hay nhiều lỗ phun dầu rất bé.
Khâu nối: dùng để nối thân vòi phun và đầu vòi phun. Vòi phun được lắp
vào nắp quy lát nhớ gujon và mặt bích hay vít giữ.
- 41 -
2.4.2. Phân loại vòi phun
Bảng 2-2. Phân loại tổng quát vòi phun nhiên liệu
Tiêu chí phân loại Phân loại
Đặc điểm cách ly khoang phun với buồng 1. Vòi phun hở
đốt 2. Vòi phun kín
1. Vòi phun kiểu chốt
2. Vòi phun kiểu lỗ Đặc điểm cấu tạo đầu phun 3. Vòi phun kiểu van
Phương pháp tạo lực ép ban đầu lên kim 1. Ép vòi phun bằng lò xo
phun 2. Ép vòi phun bằng thuỷ lực
1. Vòi phun điều khiển cơ khí Theo phương pháp điều khiển 2. Vòi phun điều khiển điện tử
2.4.3. Nguyên lý làm việc
Nhiên liệu được bơm cao áp bơm tới, đi qua thân kim, theo ống dẫn xuống
khoang chứa cao áp. Áp suất của nhiên liệu thắng được sức ép của lò xo nâng kim
lên., lúc này nhiên liệu sẽ được phun vào buồng đốt qua các lỗ phun dầu.
Khi bơm cao áp kết thúc bơm, áp suất trong mạch giảm ngay, lò xo ấn kim
phun xuống đóng kín lỗ phun dầu, đó là lúc kết thúc phun. Trong quá trình phun,
một ít dầu len qua khe hở giữa kim phun và đầu vòi phun để bôi trơn và làm mát. Số
nhiên liệu này sau đó đi theo ống dẫn hồi dầu về lại thùng chứa.
Áp suất phun được điều chỉnh bằng cách xoay vít điều chỉnh trên thân kim.
Xoay vào sẽ căng thêm lò xo, áp suất phun dầu tăng. Xoay vít chỉnh ra có tác dụng
ngược lại.
2.4.3.1. Vòi phun kín
Vòi phun kín chia thành: vòi phun kín tiêu chuẩn, vòi phun kín có chốt trên
mũi kim và vòi phun kín dùng van.
Hiện nay, hầu hết các động cơ diesel đều dùng vòi phun kín.
Vòi phun kín tiêu chuẩn ở hình 2.23 gồm hai chi tiết chính xác là thân vòi
phun 17 và vòi phun 3, khe hở trong phần dẫn hướng của hai chi tiết này khoảng
- 42 -
23m. Mặt côn tựa 2 của Kim phun tỳ lên đế van trong thân vòi phun và đóng kín
đường thông tới các lỗ phun. Các lỗ phun có đường kính 0,34mm phân bố đều
quanh chu vi đầu vòi phun. Đường tâm các lỗ phun và đường tâm đầu vòi phun tạo thành góc 750. Êcu tròng 4 dùng để bắt chặt đầu vòi phun lên thân.
Hình.2.23 .Vòi phun kín.
1. lỗ phun; 2. mặt côn tựa của van kim; 3 và 19. kim phun; 4. êcu tròng;
5 và 16. đường dẫn nhiên liệu; 6. đũa đẩy; 7. đĩa lò xo; 8. lò xo ;
9. cốc; 10. vít điều chỉnh; 11. bulông; 12. bỗ nối với đường dẫn nhiên liệu
13. chụp ; 14. lọc lưới; 15. thân vòi phun; 17.thân kim phun
Nguyên lý làm việc
Nhiên liệu cao áp được bơm cao áp đưa qua lưới lọc 14, qua các đường 16
trong thân vòi phun tới không gian bên trên mặt côn tựa của kim phun. Lực do áp
suất nhiên liệu cao áp tạo ra tác dụng lên diện tích hình vành khăn của kim phun
chống lại lực ép của lò xo. Khi lực của áp suất nhiên liệu lớn hơn lực ép của lò xo
thì kim phun bị đẩy bật lên mở đường thông cho nhiên liệu tới lỗ phun. Áp suất
nhiên liệu làm cho kim phun bắt đầu bật mở được gọi là áp suất bắt đầu phun nhiên
liệu p.
Đối với vòi phun kín tiêu chuẩn p = 15 25MN/m2. Trong quá trình phun, áp suất nhiên liệu còn thể tới 50 80MN/m2, trong một vài trường hợp còn thể cao hơn
nữa.
Muốn giảm bớt nhiên liệu rỉ qua khe hở phần dẫn hướng của kim phun, đôi
khi trên vòi phun còn còn rãnh hình vành khăn. Hành trình nâng vòi phun được xác
- 43 -
định bởi khe hở giữa mặt trên của kim với mặt phẳng dưới của thân vòi phun. Khe
hở này thường vào khoảng 0,3 0,5mm.
2.4.3.2. Vòi phun kín loại van
Trong loại vòi phun này chỉ còn một tiết diện tiết lưu biến đổi đặt ở phần lỗ
phun. Tiết diện tiết lưu này do van thuận ( chiều mở van trùng với chiều lưu động
của nhiên liệu ) hoặc van nghịch điều khiển.
Hình.2.24. Vòi phun kín dùng van
2.4.3.3. Vòi phun côn chốt trên kim
Đặc điểm của vòi phun này là còn một vài tiết diện biến đổi ở phần lỗ phun.
Trên thân vòi phun 16 còn một lỗ phun đường kính khoảng 1,5 2mm. Mặt côn tựa
của kim phun 4 che kín tiết diện trên cùng của lỗ phun. Đầu dưới của kim phun còn
một chốt hình trụ. Phần đuôi của chốt trụ làm thành dạng hai mặt côn còn chung
một đây nhỏ. Khi lắp vào đầu vòi phun, chốt của vòi phun nhỏ ra ngoài lỗ khoảng
0,40,5mm.
Hình.2.25. Vòi phun côn chốt trên kim phun
1. lỗ phun ; 2. Mặt côn tựa của van kim ; 3 và 5. đường dẫn nhiên liệu;4.kim phun 6.
đũa đẩy; 7. lò xo; 8. đĩa lò xo; 9. cốc ;10. đệm điều chỉnh; 11. bulông
12. vít điều chỉnh; 13. chụp;14. Thân vòi phun; 15. êcu tròng; 16 .thân kim phun
- 44 -
Trong quá trình mở kim phun, phần chốt của vòi phun chuyển dịch trong lỗ
phun hình trụ. Lúc ấy xung quanh chốt tạo thành một đường thông nhiên liệu hình
vành khăn với 3 mặt tiết lưu: mặt thứ nhất tại mặt côn tựa của kim, còn hai mặt
khác tại hai đây lớn của hai mặt côn.
Tia nhiên liệu của loại vòi phun còn chốt trên kim còn dạng hình côn rỗng,
đỉnh côn ở lỗ côn. Góc côn của tia nhiên liệu phụ thuộc vào hình dạng phần đuôi
của chốt và vào hành trình của van kim. Góc côn biến động trong phạm vi rất rộng (
từ 00C đến 500600 C), hành trình của kim phun cũng được hạn chế như trong vòi
phun kín tiêu chuẩn.
2.4.3.4. Vòi phun kín loại van lỗ phun
Trong vòi phun này cũng giống vòi phun tiêu chuẩn là còn hai mặt tiết lưu: Mặt
thứ nhất là mặt không biến đổi tại lỗ phun và mặt thứ hai là mặt thay đổi ở giữa van
và đế van. Đặc điểm vòi phun kín loại van lỗ phun khác với vòi phun tiêu chuẩn là
ở chỗ chiều vận động mở van cùng chiều với chiều vận động của nhiên liệu. Vì vậy
trên van chỉ dùng lò xo mềm cũng đủ sức ép chặt van lên đế, Vì ngoài lực lò xo còn
còn lực khí thể trong xylanh động cơ cũng còn tác dụng ép van tỳ lên đế van. Phần
đầu vòi phun còn thể còn một hoặc vài lỗ phun.
Ưu, nhược điểm
Ưu điểm chính của loại vòi phun này là kích thước nhỏ gọn, cấu tạo đơn giản,
dễ chế tạo.
Nhược điểm chính của nó là đầu vòi phun tiếp xác với khí nóng trong xylanh
còn thể bị nóng quá mức cho phép, làm thay đổi các khe hở trong đầu vòi phun
khiến vòi phun bị cong vênh, làm kênh van gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng
phun.
2.4.3.5. Vòi phun hở
Về mặt cấu tạo thì vòi phun hở là loại đơn giản nhất. Vòi phun hở thường có
một hoặc vài lỗ phun. Số lượng, đường kính phương hướng và phân bố các lỗ phun
cần phù hợp với kích thước hình dạng buồng cháy và cường độ và phương hướng
vận động của môi chất trong buồng cháy động cơ. Đường kính lỗ phun thường là
0,30,12mm.
- 45 -
Hình.2.26. Vòi phun hở.
1. thân vòi phun, 2. êcu tròng, 3. đầu vòi phun
Nguyên lý hoạt động của vòi phun hở cũng giống như các loại vòi phun kín
được trình bầy ở trên.
Ưu, nhược điểm :
Trong khoảng thời gian giữa các lần phun, một phần nhiên liệu trong vòi phun
bị chèn ép nhỏ giọt vào xylanh, đồng thời khí thể trong xylanh cũng đi vào chiếm
đầy không gian bị chèn ép ấy.
Thời gian đầu và thời gian cuối của quá trình phun, chất lượng phun rất kém vì
lúc ấy áp suất nhiên liệu trong vòi phun rất thấp.
Sau mỗi lần phun vẫn còn nhiên liệu tiếp tục nhỏ giọt qua lỗ phun gây kẹt cốc
trên đầu vòi phun.
Do không có van ngăn khí thể từ xylanh vào đường nhiên liệu cao áp nên
nhiều khi phần khí thể ấy sẽ gây trở ngại cho quá trình cấp nhiên liệu vào xylanh
động cơ.
Tất cả những hiện tượng trên gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng quá trình
phun nhiên liệu, làm giảm các chỉ tiêu công suất và hiệu suất của động cơ đồng thời
làm cho vòi phun và xylanh động cơ bị kết muội than nhiều.
2.4.3.6. Vòi phun dẫn động cơ khí.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Khi quả đào 10 con đội 8, đũa đẩy 6 thì tay đòn 5 quay quanh khớp bản lề ép
lò xo 4 nâng vòi phun 2 lên, mở van phun cho nhiên liệu từ khoang cao áp 11 qua
các lỗ phun vào buồng đốt. Vào lúc cam không đội, lò xo 4 ép vòi phun vào bệ để
- 46 -
của nó, đóng kim van phun.Thời điểm bắt đầu phun dầu của loại vòi phun này, do vị
trí tương đối của trục cam với trục khuỷu quyết định. Lượng phun dầu do vị trí mên
9 quyết định. Áp suất dầu trong khoang 11 được giữ luôn luôn không đổi nhờ một
bể tích trữ chung cho tất cả các vòi phun của động cơ. Bể này được một BCA chung
cung cấp.
5
6
4
3
2
1
7
11
8
9
10
Hình.2.27. Vòi phun dẫn động cơ khí.
1. kim phun; 2. khoang phun; 3. thân vòi phun; 4. lò xo; 5. tay đòn;
6. đũa đẩy; 7. tay quay; 8. con đội; 9. nêm; 10. quả đào; 11. khoang chứa
Ưu, nhược điểm :
- Ưu điểm chính là thời gian phun dầu, áp suất phun hầu như không đổi.
- Nhược điểm chính là cấu tạo phức tạp, nhiều chi tiết.
2.4.3.7. Vòi phun kiểu thủy lực.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động :
Trong thân số 2 không chứa các chi tiết dùng để ép vòi phun thông thường mà
được thay thế bằng hốc chứa hỗn hợp dầu số 1 có áp suất khoảng 180 200 KG/cm2. Việc cung cấp hỗn hợp vào khoang này do một hệ thống thủy lực thực
hiện. Thay đổi áp suất phun của vòi phun thủy lực thực hiện một cách dễ dàng bằng
cách thay đổi van xả 6 (không cần tháo vòi phun ra).
- 47 -
9
5
8
7 6
2
4 3
1
Hình.2.28. Vòi phun kiểu thủy lực.
1. hốc chứa dầu; 2. thân bơm; 3. bơm piston; 4. van một chiều;5,7. bình chứa ;
6. van xả; 8. van an toàn; 9. ống dẫn cao áp
Có khả năng kéo dài tuổi thọ của cặp kim – bệ của vòi phun này. Tuy nhiên,
khi dùng vòi phun thủy lực cần có hệ thống cung cấp dầu để đè kim phun, làm cho
máy đốt trong phức tạp hơn. Dầu điều khiển việc ép vòi phun cũng bị tiêu hao.
2.4.3.8. Vòi phun của hãng Cummins
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động :
Hình.2.29. Vòi phun của hãng Cummins.
1. cán piston; 2. đĩa lò xo; 3. lò xo; 4. thân bơm; 5. lưới lọc; 6. lỗ đưa dầu vào; 7.
êcu tròng; 8. xylanh; 9. đầu vòi phun; 10. piston;11. rãnh nhiên liệu
- 48 -
Hành trình đi lên của kim (nhờ lò xo 3), hút một lượng khí nóng từ buồng
cháy qua lỗ phun vào cốc. Lúc mở lỗ định lượng 12 cũng là lúc mở đóng kín đường
dầu hồi, từ lúc đó nhiên liệu được qua lỗ định lượng nạp vào cốc, hỗn hợp với khí
nóng trong cốc. Hành trình đi xuống của kim (nhờ vấu cam), lúc kim che kín lỗ
định lượng bắt đầu bơm, cũng là lúc mở thông đường dầu hồi, từ lúc đó nhiên liệu
và khí nóng trong cốc bị nén và được phun qua lỗ phun vào xylanh động cơ dưới
dạng nhũ tương (bọt nhiên liệu).
Do độ dốc của mặt cam tăng liên tục khi phun nên cùng về cuối tốc độ phun
cùng lớn làm cho bọt được xé rất tơi và hòa trộn đều với không khí trong buồng
cháy, lúc đũa đẩy 3 ở vị trí cao nhất thì mũi kim vừa tỳ sát lên mặt côn của cốc, kết
thúc phun. Sau điểm cao nhất mặt cam được hạ thấp chút ít để giảm tải trọng tiếp
xác giữa cam và cốc. Do số lượng nhiên liệu được nên (trong cốc phun) rất ít nên áp
suất nhiên liệu dao động rất ít
Động cơ diesel Cummins, dùng hệ thống nhiên liệu phân phối áp suất thấp.
Trong đó động tác bơm nhiên liệu đến bộ kim bơm liên hợp, định lượng và phân
phối nhiên liệu được tiến hành dưới áp suất thấp. Bộ vòi phun liên hợp gắn trên nắp
quy lát của mỗi xylanh động cơ sẽ được tạo áp suất cao để xịt nhiên liệu vào buồng
đốt dộng cơ.
2.4.4. Hao mòn và hư hỏng của kim phun
Các hư hỏng thường gặp ở vòi phun là:
- Áp suất phun không đảm bảo do lò xo mất tính đàn hồi hoặc điều chỉnh sai.
- Thân vòi phun và lỗ dẫn hướng bị mòn, làm nhiên liệu qua khe hở về đường
hồi dầu tăng, khiến động cơ thiếu nhiên liệu.
- Mặt côn của kim và đế kim không kín khít làm cho quá trình phun không
kết thúc khoát.
- Lỗ phun bị mòn rộng làm nhiên liệu phun không tơi và hình dạng chum tia
phun không chính xác.
- Mòn mặt đầu thân vòi phun và mặt tựa của phần đuôi vòi phun làm tăng
hành trình nâng kim phun, dẫn tới tiêu hao nhiên liệu và chùm tia nhiên liệu không
được tơi.
- 49 -
Hình 2.30. Các chỗ mòn của vòi phun
1. đầu mút phần đuôi; 2. vai
3. phần trục dẫn hướng của kim và phần vỏ vòi phun;
4. đầu côn tì; 5. họng phun; 6. chốt
Do mòn ở miệng phun (hình 2.30) cho nên khe hở giữa phần trụ của kim dẫn
hướng và vỏ miệng phun 3 tăng khiến độ chắc của đầu côn tì bị hỏng.
Mặt dẫn hướng của kim bị mòn từ phía dưới. Độ mòn đầu mút dưới không
vượt quá 0,004 mm. Mặt côn tì của kim mòn không đều, mòn nhiều nhất 0,07 –
0,08 mm ở phần giữa, ít hơn 0,055 – 0,06 mm ở đế dưới và nhỏ nhất 0,04 – 0,045
mm ở đế trên.
Các phần tử cơ học cứng cung nhiên liệu phun với tốc độ lớn, qua khe hở giữa
chốt kim và họng phun 5. Tâm của đầu côn vòi phun khi đó bị dịch chuyển tương
đối với tâm vòi phun. Chất lượng phun và dòng nhiên liệu thay đổi. vai trên 2 và
đầu mút 1 của đuôi kim bị mòn.
Ở các vòi phun hở còn nhiều lỗ phun khe hở giữa kim dẫn hướng và vòi phun
tăng lên phá hoại.
2.4.4.1. Phương pháp xác định vòi phun hư trên động cơ
Một động cơ có nhiều vòi phun đang họat động. Nếu muốn xác định chính xác
vòi phun nào hư, để có phương pháp kiểm tra sửa chữa thích hợp ta tiến hành động
tác như sau:
- Cho động cơ làm việc ở tốc độ cầm chừng.
- Dùng một chìa khóa miệng thích hợp với khâu nối, nồi ống cao áp với kim
phun.
- Nới rắc co nối ra khoảng 1 – 1.5 vòng khi nào thấy dầu xì ra ở đấy thì dừng
lại.
- 50 -
- Lắng nghe tiếng nổ của động cơ. Nếu máy khựng tiếng nổ thay đổi chứng tỏ
vòi phun còn tốt. Nếu tình trạng làm việc của động cơ và tiếng nổ không thay đổi
chứng tổ vòi phun hư. Xong khóa lại.
- Lần lượt nới lỏng các rắc còn lại để xác định vòi phun nào hư.
- Khi xác định vòi phun hỏng, ta tháo vòi phun khỏi động cơ và tiến hành
kiểm soát trên bàn thử để xác định hư hỏng cụ thể.
2.4.4.2. Phương pháp kiểm tra vòi phun trên bàn thử
1. Mục đích.
Sử dụng vòi phun trong các công tác kiểm tra tình trạng vòi phun và hiệu
chỉnh áp suất phun.
2. Dụng cụ.
Một vòi phun loại vòi phun kín nhiều lỗ tia.
Clê nới lỏng rắc co ống dầu (kích thước thích hợp).
Clê vòng tháo nắp chụp lò xo (kích thước thích hợp).
Hình 2.31. Bàn thử vòi phun
1. lọc nhiên liệu 2. van kiểm tra 3. vít xả khí 4. vòi phun 5. bơm tay 6. đồng hồ hiện thị áp suất 7. đường ống cao áp 8. vít điều chỉnh áp suất 9. đai ốc định vị
Clê miệng siết tán khóa của vít hiệu chỉnh.
Cây vặn vít miệng cỡ 9 ly.
3. Động tác thực hiện.
Sau khi xác định kim hư hỏng (hoặc cần kiểm tra) ta lắp vòi phun lên bàn thử
và thực hiện các bước sau:
Xả gió
- Khóa van dẫn dầu lên đồng hồ áp lực.
- 51 -
- Ấn mạnh cần bơm tay vài lần để xả gió đếm khi nào thấy nhiên liệu ra kim.
Kiểm tra và hiệu chỉnh áp lực phun
- Mở van cho dầu lên đồng hồ áp lực khoảng ½ vòng.
- Ấn mạnh cần tay bơm cho động hồ áp lực tăng lên đến khi nào dầu tháo ra
ở đầu kim.
- So sánh áp lực với đặc điểm nhà chế tạo. Nếu không có chỉ dẫn ta có thể áp
dụng loại kim có chuôi hở là 115 kG/cm2, kim kín có áp lực phun là 175 kG/cm2.
- Nếu áp lức thấp hơn đặc điểm của nhà chế tạo ta vặn ốc hiệu chỉnh áp lực
hoặc thêm chêm. Nếu áp lực cao hơn thì ta nới ốc hiểu chỉnh hoặc bớt chêm đến khi
nào bằng áp lực chỉ định.
Kiểm tra nhiễu trước áp lực thoát - Ấn cần tay cho áp lực lên khoảng 4 – 5 kG/cm2 dưới áp lực thoát. Ví dụ :
110 kG/cm2 cho áp lực 115 kG/cm2.
- Với áp lực này dầu không được rỉ ra ở đầu kim.
- Nếu có là do mũi kim ( chỗ côn nhỏ ) và bệ trên đế chưa kín. Nếu rỉ ra ở
khâu nối là do siết khâu nối chưa đúng áp lực, mặt tiếp xúc không tốt ta phải tháo
kim ra xoáy lại bằng cát xoáy và dầu nhờn.
Kiểm tra tự rò rỉ
- Khóa van dầu lên đồng hồ.
- Dùng giấy mềm lau khô sạch dầu đầu kim, ấn mạnh cần bơm tay cho dầu
phun ra nếu thấy khô ở đầu kim là kim tốt, nếu ướt thì vòi phun tự rò rỉ. Có thể là do
dơ bần hay trầy xước ta phải xoay thân kim với mở trừu hay dầu nhớt.
Kiểm tra tình trạng phun dầu
- Vặn khóa van dầu lên đồng hồ áp lực.
- Ấn mạnh cần bơm tay.
- Để ý tình trạng xịt dầu phải thật sương không có những hạt lớn.
- Dùng miếng giấy để dưới đế kim khoảng 3 cm. Xem số lỗ tia có đủ không
. Nếu nghẹt thì dùng cây xoi để thông, cẩn thận để cây xoi gãy trong lỗ.
- Để ý góc độ phun dầu, nếu bị xéo thì phải thông kim hoặc đẩy muội than
mé trong bằng cây gỗ mền nhúng dầu hoặc dụng cụ chuyên dùng.
- 52 -
Kiểm tra sự mòn của kim phun và đầu phun
- Mở van cho dầu lên đồng hồ áp lực.
- Ấn cần bơm tay cho ấp lực gần bằng áp lực thoát. Giữ cần bơm và để ý đến
đồng hồ áp lực ngã trở về từ từ.
- Nếu kim mới kim ngã không quá 15kG/cm2 trong vòng 15 giây, nếu kim
cũ không quá 35 giây. Nếu ngã thời gian ít hơn trên thì phải thay mới kim và đế (
không được thay riêng rẻ).
An toàn trong lúc kiểm tra.
- Khi vòi phun trên bàn thử, không nên để tay vào dưới lỗ tia vì áp lực dầu
mạnh thấm vào da thịt nguy hại cho sức khỏe.
- Bảo dưỡng tốt mũi kim và các mặt tiếp xúc chính xác khác.
- Không dùng vải lau, chỉ dùng gas oil để tẩy, rửa sạch các chi tiết.
- Dụng cụ, bàn kẹp, tay của người thao tác phải thật sạch.
2.5. Các loại bơm nhiên liệu thấp áp
Có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu với một áp suất dư nhật định, để khắc phục
sức cản của bình lọc và để tạo điều kiện nạp như nhau cho các tổ bơm.
Trong động cơ diesel thường dùng bơm chuyển nhiên liệu kiểu piston, kiểu
bánh răng hoặc bơm phiến trượt. Các bơm này có thể do trục cam hoặc trục khuỷu
dẫn động.
Lưu lượng của bơm chuyển nhiên liệu tối thiểu phải lớn hơn lưu lượng nhiên
liệu cấp cực đại cho động cơ khoảng 2 – 3.5 lần để giữ cho bơm cao áp làm việc ổn
định ngay cả khi các bình lọc bị ghét bẩn, gay sức cản lớn. Nhiện liệu thừa trong
không gian hút và không gian xả của bơm được dẫn qua các van xả đặc biệt để đi về
thùng nhiên liệu. Các van xả đều được điều chỉnh tốt để giữ cho áp suất nhiên liệu
trong bơm được đảm bảo luôn đạt được một giá trị yêu cầu.
2.5.1. Bơm hồi chuyển (bơm phiến trượt)
Nguyên lý hoạt động
Nhiên liệu vào cửa 1, ra cửa 5. Khi áp suất khoang 5 vượt quá 4 KG/cm2 thì
van an toàn 8 mở ra. Trục của rôto chuyển động qua đĩa 7 và được làm kín bởi cụm
kín dầu số 6.
6
2
3
4
7
5
1
8
- 53 -
Hình.2.32. Bơm phiến trượt.
1. nhiên liệu vào; 2.vỏ bơm; 3.vít điều chỉnh; 4. lò xo; 5. nhiên liệu ra cửa;
6. cụm kín nhiên liệu; 7. đĩa; 8. van an toàn; 9. rôto; 10. trục;
Bơm phiến trượt của máy diesel Nga D6, D12 trên hình 1.30, cũng còn hoạt
động tương tự : khi trục 10 và rôto 9 quay lệch tâm 4 thì phiến trượt 11 sẽ luôn luôn
chuyển động trong rãnh của nó và tỳ sát vào mặt xylanh 8 chuyển dầu từ khoang hút
13 sang khoang 14. Nếu vì lý do nào đó (tắc đường ống hay tắc lọc…), áp suất ở
khoang 14 quá cao, van 15 sẽ được nâng lên, dầu trở lại khoang hút.
Trường hợp rôto không làm việc (bị kẹt chẳng hạn), áp suất ở khoang 14 quá
thấp, van 2 sẽ hạ xuống, dầu từ khoang hút 13 sẽ qua van 2 sang khoang 14. Vít
điều chỉnh số 3 cho phép điều chỉnh áp suất dầu ở van an toàn 15.
2.5.2. Bơm piston:
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động :
Hình.2.32. Bơm piston
1 . van đẩy; 2. bơm tay; 3. van hút; 4. con đội; 5. thân bơm; 6. piston;7, 8. lò xo.
- 54 -
Piston 6 được dẫn động bằng trục cam của bơm cao áp thông qua con đội 4,
vận động ngược lại của piston là do lò xo 8 điều khiển. Khi piston chuyển dịch
theo lực tác dụng của lò xo, nhiên liệu qua van hút 3 đi vào không gian chứa lò xo
của bơm, lúc ấy không gian phía con đội, nhiên liệu được bơm vào đường ống dẫn
tới bình lọc. Khi piston chuyển dịch theo lực đẩy trên con đội thì nhiên liệu từ
không gian chứa lò xo chỉ còn một phần đi vào không gian phía con đội, vì trong
không gian này còn con đội 4 nên không thể chứa hết số nhiên liệu từ không gian
chứa lò xo đẩy ra, số nhiên liệu dôi ra sẽ đi tới bình lọc.
Trong trường hợp không còn nhiên liệu tuần hoàn trong hệ thống áp suất thấp
thì lượng nhiên liệu do bơm chuyển nhiên liệu cấp phải bằng lượng nhiên liệu phun
vào động cơ. Lúc ấy vận động của piston do lực lò xo tạo ra sẽ ngừng lại ngây sau
khi áp suất nhiên liệu Trên đường dẫn tới bình lọc và tới không gian phía con đội,
tạo ra lực đẩy trên piston cân bằng với lực đẩy của lò xo. Như vậy lượng nhiên liệu
cung cấp cho động cơ được điều chỉnh tự động qua sự thay đổi hành trình có ích của
piston.
Rãnh hình vành khăn 5 trên mặt dẫn hướng con đội qua đường 7 được ăn
thông Với không gian hút của bơm, nhờ đó tránh cho nhiên liệu không rỉ vào thân
bơm cao áp làm loãng dầu bôi trơn. Trên bơm chuyển nhiên liệu còn còn một bơm
tay 2 dùng để bơm nhiên liệu chứa đầy hệ thống trước khi khởi động động cơ.
Khi thôi bơm, cần đẩy piston của bơm tay 2 xuống vị trí thấp, vặn chặt tay
nắm để ngăn không cho không khí lọt từ bơm tay vào bơm máy.
Ưu, nhược điểm :
Bơm chuyển nhiên liệu kiểu piston giới thiệu trên không thể tạo ra áp suất lớn
hơn áp suất của lực lò xo tác dụng lên diện tích piston. Vì vậy trong hệ thống tuần
hồn áp lực thấp van xả nhiên liệu trở về thùng chứa phải được điều chỉnh tới áp
suất tương đối thấp, nếu không sẽ không còn nhiên liệu tuần hồn.
Sửa chữa, lắp ráp và điều chỉnh bơm cấp nhiên liệu
Những hư hỏng chủ yếu của các bơm cung cấp nhiên liệu kiểu piston là mòn
piston và lỗ chổ lắp ghép với nó trong vỏ bơm, mòn các mặt tì của các van nén và
đế của chúng, mòn van bi của piston của bơm tay và đế của nó, mòn thanh nay con
- 55 -
đội và lỗ dẫn hướng của nó trong vỏ bơm. Các lò xo của van và piston mất đàn hồi,
đứt chỉ ren của bơm tay hoặc ở các bulông của các thanh góc quay.
Phục hồi piston bơm cấp nhiên liệu kiểu piston bằng phương pháp mạ Crôm
tới kích thước sửa chữa, còn các lỗ lắp ghép của nó trong vỏ thì doa va tiến hành rà
theo kích thước của piston.
Bề mặt van bị mòn thì gia công phay tới hết độ mòn. Nếu sau khi gia công
phay mà độ trơn láng của các đế van không đạt yêu cầu thì tiến hành rà.
Phục hồi các van hình nấm bằng cách rà trên mặt mút trên bàn rà bằng gang
phủ lớp bột rà.
Khử mòn ổ van (mặt vát) lắp với viên bi trong bơm tay trên máy tiện.
Nếu khe hở piston và xylanh bơm vượt quá giới hạn cho phép thì tiện rãnh
theo đường kính ngoài của piston rồi lắp vào đó một phới bằng cao su chịu được
dầu (nếu như trước đây chưa có).
Nếu bị đứt hay mòn ren ở chỗ lắp nút ren của van thì đem khoan rộng, rồi cắt
ren mới và lắp vào trong vỏ bơm miếng táp có đường kính tiêu chuẩn; nếu hỏng ren
lắp bulông của các thanh quay hoặc của đầu nối ống thì lắp vào vỏ bơm ống nối
chuyển đổi.
Các lò xo van và piston không đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của nhà chế tạo
thì cần thay mới.
2.5.3. Bơm bánh răng
A B
A
3
6
5
7
B
2
1
1
Cấu tạo và hoạt động như sau :
Hình.2.34. Bơm bánh răng ăn khớp trong.
6.Bánh chủ động; 7.Bánh bị động
1. bánh răng; 2. trục bánh răng chủ động; 3. vành trăng; 4. bạc; 5. thân bơm;
- 56 -
Trục chủ động 2, là bánh răng có 10 răng, ăn khớp trong, truyền động cho
bánh răng số 1 quay quanh trục nhỏ nằm lệch tâm với trục số 2.
Khi bánh 1 quay phải vành trăng 3 nằm phía dưới thì dầu sẽ được vận chuyển
từ A sang B từ các khoang nằm giữa 1 và 3 (cũng ở phía dưới).
3
2
4
1
6
5
7
Hình.2.35. Bơm bánh răng ăn khớp ngoài.
1. bánh chủ động; 2. bánh bị động; 3. nhiên liệu ra; 4. lò xo;
5. vít điều chỉnh; 6. lỗ bulông; 7. thùng chứa nhiên liệu;
Ngược lại, khi 3 quay trái (động cơ đổi chiều quay) thì cả 3 và vành trăng 2 sẽ
quay đi nửa vòng quanh tâm trục 5, rồi dừng lại, làm việc tại vị trí mới đó. Lúc này
vành trăng 2 nằm ở phía trên (đối diện với vị trí của nó khi máy quay phải), còn 3
lại ăn khớp với cốc 1 ở phía trên.
Dầu vẫn được đưa từ A sang B từ các khoang nằm giữa 3 và 2. Nghĩa là cửa
hút và cửa đẩy của bơm vẫn giữ nguyên.
Ưu, nhược điểm :
So với bơm bánh răng ăn khớp ngoài dùng cho máy tự đổi chiều quay trình
bầy bản vẽ trên thì loại bơm ăn khớp trong đơn giản hơn (nó không còn nhiều van
một chiều).
Đối với bơm bánh răng thì khe hở hướng kính giữa các đỉnh răng và vỏ, độ rơ
hướng trục của bánh răng tăng; các bạc lót trục bơm bằng hợp kim đồng bị mòn, các
van giảm áp bị hư hỏng.
- 57 -
Khe hở hướng kính giữa các đỉnh răng của các bánh răng và vỏ tăng lên chủ
yếu là do sự tiếp xúc của các răng vào thành vỏ vì bạc đồng của trục chủ động bị
mòn. Tiến hành kiểm tra khe hở này bằng căn lá, nó không được lớn hơn 0,25 mm.
Các bạc lót bằng hợp kim đồng bị mòn cần thay mới có kích thước tiêu chuẩn
hoặc sửa chữa.
Độ rơ hướng trục phát sinh do mòn mặt mút bánh răng theo chiều cao, mòn
tấm đế và vỏ bơm cấp. Độ rơ này không được vượt quá 0,2 mm.
Các van giảm áp bị hỏng thì thay mới
Nếu mòn hoặc đứt ren lắp bulông đế bơm, ren lắp bulông bắt van giảm áp, ren
lắp ống chuyển đổi hoặc ren lắp ồng xả thì khoan bỏ ren cũ, rồi cắt ren mới có kích
thước tăng. Vặn vào đó ống táp đàn hồi có kích thước tiêu chuẩn của bulông, đầu
nối ống, hoặc ống xả. Các lò xo không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cần thay mới.
Trước khi lắp các chi tiết của bơm cấp nhiên liệu phải được rửa trong nhiên
liệu diesel sạch, và các bề mặt làm việc phải được bôi dầu.
2.6. Bình lọc nhiên liệu
Bình lọc nhiên liệu dùng trong động cơ diesel là sản phẩm đã được tiêu chuẩn
hóa. Lọc thô nhiên liệu đặc trên đường từ thùng nhiên liệu đến bơm chuyển nhiên
liệu. Lọc nhiên liệu tinh đặt giữa bơm chuyển nhiên liệu đến bơm cao áp. Ngoài hai
bầu lọc trên, nhiều động cơ còn cho nhiên liệu qua bình lọc phụ đặt trên đường ống
cao áp (là bộ lọc cao áp). Lọc nhiên liệu tức là cho nhiên liệu đi qua vật liệu đặc
biệt, đi qua những lỗ nhỏ trên lưới lọc hoặc qua khe hở giữa các phiến lọc…Người
ta thường dùng sợi vải, giấy, da hoặc vật liệu hấp thụ đặc biệt làm vật liệu lọc.
2.6.1. Lọc thô nhiên liệu
Trên hình 2.36 lọc thô nhiên liệu, bộ phận chính của lọc là lõi lọc 2 hình phễu
nằm trong cốc 1. Nhiên liệu đi vào bình lọc thô theo đường ống 6, do thay đổi đột
ngột hướng chuyển động, nhiên liệu sạch qua lưới lọc lên rãnh trong ống nối ở giữa.
Còn các cặn cơ học văng ra, rơi xuống đáy cóc. Để cặn này không xáo lộn ở trong
cốc lọc trên đấy cốc có làm một cánh làm lắng 7 hình phểu.
- 58 -
Hình.2.36. Lọc thô nhiên liệu.
1. cốc; 2. lõi lọc và lưới lọc; 3. vòng ép; 4. thân bầu lọc; 5. đường nhiên liệu vào;
6. đường nhiên liệu ra; 7. cánh làm lắng; 8. nút xả cặn
Chăm sóc bình lọc thô, người ta thường kỳ xả cặn và rửa bình lọc. Xả cặn sau
50 giờ làm việc động cơ. Rửa bình lọc sau 960 giờ. Tháo lưới lọc. Rửa cẩn thận cốc
lọc 1, cánh làm lắng 7 và lưới lọc 2. Rửa lưới lọc trong nhiên liệu diesel đến khi hết
cặn bẩn.
2.6.2. Lọc tinh nhiên liệu.
Hình 2.37. Bầu lọc tinh 1. lỗ xả cặn; 2, 3, 11, 16. bulông 4. van bi; 5 Cốc; 6. lò xo 7. đĩa vòng bịt dầu 8. vòng bịt dầu 9. lõi lọc; 10, 12, 23. đệm 13, 14. đai ốc; 15. vít cấy 17. ống lót; 18. bích cúa van 19. nút ren của van 20, 22. vòng phớt 21. vòng hãm
- 59 -
Bình lọc có hai cốc 5. Bên trong mỗi cốc lại có một phần tử lọc 9. Phần tử lọc
gồm có một ống các tông với nhiều lỗ bên để cho nhiên liệu đi qua, có hai nắp cứng
ở hai đầu và bên trong là một hộp giấy lọc đặc biệt chế tạo theo kiểu đèn xếp, hai
cốc lọc có chung một nắp. Trong nắp có van ba ngả 19, cho phép rửa cóc không cần
tháo. Hai cốc làm việc song song.
Khi van ba ngả để ở vị trí làm việc nhiên liệu đi từ bơm thấp, qua van ba ngả
đồng thời vào cả hai cốc, qua hộp giấy lọc để đi vào bơm cao áp. Muốn rửa bình lọc
bên trái, dùng clê xoay van ba ngả cho cạnh giữa của van hướng về cốc bên phải.
Nới ốc dưới đấy cốc bên trai vài vòng. Cho động cơ làm việc ở số vòng quay lớn
nhất. Lúc này nhiên liệu chỉ đi qua cốc bên phải, sau khi thấm vào hộp giấy lọc bên
trong một phần lớn tiếp tục đi vào bơm cao áp, còn một phần thấm vào bên trong
hộp giấy lọc của cốc bên trái rồi từ bên trong thấm chẩy ra bên ngoài, nhờ vậy mà
làm sạch được cẳn bẩn bám bên trong hộp giấy lọc. Để rửa cốc bên phải, xoay van
ba ngả theo chiều ngược lại
2.6.3. Lọc cao áp
Nguyên lý hoạt động :
Hình.2.38. Lọc cao áp.
1. thân; 2. lõi lọc
3. vành đai đầu trên
4. vành đai đầu dưới
Bộ lọc gồm có thân 1 và lõi lọc 2 lắp trong thân. Đầu thanh lọc còn dạng hình
cầu dùng để ép vào đế tựa của đầu nối. Thanh lọc còn hai vành đai ở đầu trên và
đầu dưới. Hai vành đai này tỳ sát vào thân. Bên sườn thanh lọc người ta phay mười
hai rãnh, trong đó còn su rãnh phay qua vành đai đầu dưới 4 tới gờ vành đai đầu
trên, còn su rãnh khác được phay qua vành đai đầu trên 3 tới gờ vành đai đầu dưới.
Các rãnh ấy nằm xen kẽ nhau. Phần giữa hai vành đai tạo thành một khe hở hướng
- 60 -
kính 0,04mm giữa thân lọc và lõi lọc để nhiên liệu đi vào các rãnh còn đường thông
đi tới vòi phun. Khi đi qua các khe hở ấy, nhiên liệu được lọc sạch và những tạp
chất cơ học lớn hơn 0,02mm đều bị giữ lại trong các rãnh ăn thông với bơm cao áp.
Ưu, nhược điểm
So với hai loại lọc kia thì lọc cao áp còn khả năng giữ lại các hạt bẩn còn kích
thước nhỏ hơn.
2.6.4. Sửa chữa, lắp và thử các bầu lọc nhiên liệu
Các hư hỏng chính của các chi tiết bầu lọc nhiên liệu là nứt rạn vỏ bề mặt bắt
vào thân động cơ, nứt, đứt, mòn ren. Các vết nứt ngoài được hàn hoặc dán bằng
nhựa êpôxít. Sau khi hàn dán thì kiểm tra độ kín của các chi tiết.
Các chi tiết của bầu lọc bị mòn hoặc kết thúc đem sửa chữa bằng cách cắt lại
ren theo kích thước sửa chữa hoặc bằng cách lắp các đầu nối chuyển rồi cắt ren có
kích thước tiêu chuẩn.
Đem rửa các lõi lọc thô nhiên liệu bằng cách nhúng chúng vào chậu dầu hỏa từ
10 - 15 phút. Cứ sau 3 – 4 phút lắc một lượt. Dùng các thiết bị siêu âm để rửa các
lõi lọc thì tốt hơn. Sau khi rửa kiểm tra các phần tử nhìn thấy được bằng mắt và hàn các chỗ bị hỏng. Tổng diện tích hàn trên lõi lọc cho phép không quá 1cm2.
Nhúng các lõi lọc bẩn vào trong dầu hỏa sạch, dịch trượt các bản lọc với nhau
và lắc các phần tử đó để các muội bẩn bám giữa các bản lọc bị rơi ra.
Không tiến hành các lõi lọc nhiên liệu tinh mà phải thay mới chúng.
Trước khi lắp các chi tiết bầu lọc nhiên liệu thì cần phải rửa lại bằng dầu diesel
và được sấy khô
2.7. Bộ điều chỉnh tốc độ (bộ điều tốc)
2.7.1. Tính ổn định tốc độ quay của động cơ
Khi thay đổi tải, tốc độ của động cơ bị thay đổi theo cơ cấu nếu không có cơ
cấu tự điều chỉnh. Bánh đà không có khả năng điều chỉnh những thay đổi lớn về tải.
Muốn cho tốc độ động cơ không thay đổi cần phải có cơ cấu hoặc hệ thống làm
nhiệm vụ điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình một cách tự động.
Những điều kiện làm viêc cần lắp bộ điều tốc.
Các động cơ yêu cầu phải làm việc ở tốc độ quay không đổi hoặc động cơ làm
- 61 -
việc ở chế độ dễ vượt quá tốc độ giới hạn.
Động cơ diesel là động cơ làm việc không ổn, rất nhảy cảm với chế độ tốc độ,
nên cần có bộ điều tốc.
2.7.2. Phân loại bộ điều tốc
Bảng.2.3. Bảng phân loại bộ điều tốc
Tiêu chí Phân loại
1. Bộ điều tốc cơ giới Nguyên tắc làm việc của các phần tử 2. Bộ điều tốc thủy lực. cảm ứng 3. Bộ điều tốc chân không...
1. BĐT một chế độ.
2. BĐT hai chế độ. Công dụng
3. BĐT đa chế độ.
1.BĐT có sai số tĩnh. Sai số tĩnh của BĐT 2.BĐT không sai số tĩnh.
1.BĐT độc lập. Cấu tạo 2.BĐT nằm trong cụm bơm cao áp
1. BĐT quay hai chiều Chiều quay 2. BĐT quay một chiều
2.7.3. Bộ điều tốc cơ khí
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Bộ điều tốc thuộc loại ly tâm, mọi chế độ. Tỷ số truyền với trục bơm cao áp là
3,06. Trục điều tốc 3 quay nhờ bánh răng truyền động 5 với bánh răng trên trục bơm
cao áp. Khi trục 3 quay, quả văng 7 văng ra, chân của nó đảy bạc trượt 17 và nỉa 13,
kéo thanh kéo 9 và do đó kéo thanh thước bơm cao áp về phía giảm hay tăng cung
cấp nhiên liệu, đo là điểm bắt đầu tác động bộ điều tốc.
- 62 -
Hình.2.39. Bộ điều tốc cơ khí.
1. vít giới hạn; 2. tay đòn; 3. trục bộ điều tốc; 4. ổ lăn tựa;5. bánh răng truyền động;
6. ổ bi; 7. quả văng; 8. chạc chữ thập; 9. thanh kéo; 10. trục miếng vát nghiêng;
11. miếng vát nghiêng; 12. vít mổ cò; 13. nỉa; 14. lò xo ngoài;15 lò xo trong;
16; trụcquả văng;17. bạc trượt; 18.bulông giới hạn; 19. lò xo kép; 20. vành tựa.
Kiểm tra điểm bắt đầu tác dộng bộ điều tốc .
Vít mổ cò 12 sẽ rời ra miếng vát của miệng 11 khi số vòng quay trục cam bơm
đến 865 – 875 vòng /phút. Để kiểm tra, đưa tay đòn 2 vào vị trí tận cùng tỳ sát vào
bulông giới hạn số vòng quay cực đại. tăng số vòng quay trục cam bơm, nhìn dồng
đồ đo số vòng quay xác định số vòng quay khi đó vít mổ cò 12 bắt đầu rời khỏi mặt
miếng vát của miếng 11. Có thể xác định vít cò mổ rời khỏi mặt nghiêng, tức là tay
thước bắt đầu chuyển động, bằng cách đặt một tờ giấy mỏng giữa cò mổ và mặt vát
nghiêng, khi đó tờ giấy dịch chuyển tự do.
Điều chỉnh bằng cách đặt thêm hoặc lấy bớt đi số đệm dưới bulông giới hạn số vòng
quay cực đại, lấy bơt đệm là tăng, còn thêm vào là giảm số vòng quay của trục bơm.
Ưu, nhược điểm
- 63 -
Ưu điểm chính của bộ điều tốc này là lực lò xo điều tốc và lực ly tâm của quả
văng chỉ tác dụng lên khớp trượt và ổ bi của khớp trượt, còn lại tất cả các cơ cấu
khác đều không chịu tác dụng của hai lực ấy. Do đó tuổi thọ và độ tin cậy của bộ
điều tốc này tốt hơn. Ngoài ra tác dụng của người điều khiển trên tay điều khiển rất
nhẹ.
Nhược điểm chính của bộ điều tốc này là cấu tạo hơi phức tạp, kích thước hơi
lớn và còn nhiều chi tiết, ngồi ra ở các chế độ tốc độ thấp, độ không đồng đều của
bộ điều tốc cũng tương đối lớn.
2.8. Bộ tự động điều chỉnh góc phun sớm
Hình. 2. 42. Cấu tạo của bộ tự động điều chỉnh góc phun sớm
1. mâm thụ động, 2. quả tạ, 3. miếng chêm, 4. lò xo, 5. vỏ trong, 6. vỏ ngoài
7. mâm chủ động, 8. trục quả tạ, 9. vít giới hạn. 10. ống then.
Cũng như đánh lửa sớm tự động trên động cơ xăng. Trên động cơ diesel khi
tốc độ càng cao, góc phun dầu phải càng sớm để nhiên liệu đủ thời gian hòa trộn tự
bốc cháy phát ra công suất lơn nhất.
Do đó trên hầu hết động cơ có phạm vi thay đổi số vòng quay lớn đều có trang
bị bộ phun dầu sớm tự động. Đối với bơm cao áp cụm việc định lượng nhiên liệu
tùy thuộc vị trí lằn vát xéo ở piston đối với lỗ dầu vào và ra ở xylanh. Đối với piston
vát xéo phía trên thì điểm khởi phun thay đổi và kết thúc phun cố định. Đối với
- 64 -
piston vát xéo phía trên lẫn dưới thì điểm khởi phun và kết thúc phun đều thay đổi.
Vì vậy đối với loại piston vát cả trên lẫn dưới không cần trang bị bộ tự động vì bản
thân nó đã thực hiện việc phun dầu sớm tự động. Đối với piston vát xéo phía dưới
thì điểm khởi phun cố định và kết thúc phun thay đổi. thông thường, bơm cao áp
cụm đều có vát rãnh xéo phía dưới. Nên phải trang bị bộ phun sớm dầu sớm tự
động. Đa số bơm cao áp cụm người ta trang bị bộ phun dầu sớm tự động kiều ly
tâm. Điển hình loại này là bộ phun sớm tự động của hãng Bosh.
Bộ phận gồm: một mân nối thụ động được bắt vào cốt bơm cao áp nhờ then
hoa và đai ốc giữ.
Một mân nối chủ động có khớp nối đễ nhận truyền động từ động cơ. Chuyển
động quay của mân chủ động truyền qua mân thụ động qua hai quả tạ.
Trên mân nối thụ động có ép hai trục thẳng gốc với mân, hai quả tạ quay trên
hai trục này. Đầu lồi còn lại của quả tạ tỳ vào chốt của mân chủ động. Hai quả tạ
được kềm vòa 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.
Hai vít cố định nằm ở mâm chủ động có nhiệm vụ giới hạn tầm duy chuyển của hai
quả tạ.
Tất cả các chi tiết trên được che kín bằng vỏ ngoài vặn vào bề mặt có ren của
mâm thụ động. Các vòng đệm kín cao su bảo đảm kín giữa chúng. Nhờ vậy mà bên
trong bộ phun sớm chứa dầu bôi trơn.
Khi động cơ làm việc, nếu vận tốc tốc tăng, dưới tác động của lực ly tâm hai
quả tạ văn ra do mâm thụ động quay, đối với mâm chủ động theo chèo 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 lại và lò xo quay mâm thụ động cùng với cốt bơm đối với nân
chủ động về phía chiều quay ngược lại. Do đó giảm gó độ phun sớm nhiên liệu.
2.9. Các bộ phận điện tử
2.9.1. ECU (Bộ điều khiển điện tử)
Về mặt điều khiển điện tử, vai trò của ECU là xác định lượng phun nhiên liệu,
định thời điểm phun nhiên liệu và lượng không khí nạp vào phù hợp với các điều
kiện lái xe, dựa trên các tín hiện nhận được từ các cảm biến và công tắc khác nhau.
- 65 -
Ngoài ra, ECU chuyển các tín hiệu để vận hành các bộ chấp hành. Đối với hệ thống
EFI-diesel thông thường và hệ thống EFI-diesel ống phân phối.
Hình.2.43. Bộ điều khiển điện tử (ECU)
Chức năng được điều khiển bởi ECU
a. Xác định lượng phun
ECU thực hiện ba chức năng sau đây để xác định lượng phun:
1. Tính toán lượng phun cơ bản
2. Tính toán lượng phun tối đa
3. So sánh lượng phun cơ bản và lượng phun tối đa
b. Xác định thời điểm phun mong muốn
Thời điểm phun mong muốn được xác định bằng cách tính thời điểm phun cơ
bản thông qua tốc độ động cơ và góc mở bàn đạp ga và bằng cách thêm giá trị điều
chỉnh trên cơ sở nhiệt độ nước, áp suất không khí nạp và nhiệt độ không khí nạp
vào.
Các bộ phận của ECU
ECU được đặt trong một vỏ kim loại để giải nhiệt tốt, nó được đặt ở nơi ít bị
ảnh hưởng bởi nhiệt độ .
Các linh kiện điện tử của ECU được sắp xếp trong một mạch chính .Vì dùng
IC và linh kiện tổ hợp nên ECU rất gọn. Sự tổ hợp các chức năng trong IC (bộ tạo
xung, bộ gia động đa hài điều khiển việc chia tầng số) giúp ECU đạt độ tin cậy cao.
Một đầu chùm đa chấu dùng để nối ECU với các hệ thống trên xe và các cảm biến
- 66 -
* Cấu trúc của ECU
Bộ phận chính của ECU là máy tính. Bộ phận chủ yếu của máy tính là bộ vi
sử lý hay còn gọi là các CPU (control procesing unit). CPU lựa chọn các lệnh và sử
lý dữ liệu. Bộ nhớ ROM và RAM chứa các chương trình, dữ liệu, cổng vào, ra, điều
khiển nhanh số liệu từ các cảm biến và chuyển dữ liệu đã sử lý đến các cơ cấu thực
hiện.
Hình 2.44. Sơ đồ cấu trúc CPU.
2.9.2. Các cảm biến
Cảm biến vị trí trục khuỷu
Cảm biến vị trí trục cam
Cảm biến áp suất tăng áp tuabin
Cảm biến nhiệt độ nước
Cảm biến vị trí trục khuỷu
ECU
EDU
Cảm biến tốc độ
Cảm biến nhiện độ khí nạp
Cảm biến nhiệt độ khí nạp
Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu
Cảm biến lưu lượng khí nạp
Bảng 2.45. Bảng tốm tắc chức năng một số cảm biến
- 67 -
Các cảm biến Chức năng
Phát hiện góc mở bàn đạp ga và chế độ không Cảm biến vị trí bàn đạp ga tải.
Cảm biến nhiệt độ không khí nạp Phát hiện nhiệt độ không khí nạp.
Cảm biến áp suất tăng áp tuabin Phát hiện áp suất của đường ống nạp.
Cảm biến nhiệt độ nước Phát hiện nhiệt độ nước.
Cảm biến vị trí trục khuỷu Phát hiện vị trí tham khảo góc của trục khuỷu.
Được lắp trên cam rôto của bơm, cảm biến này Cảm biến tốc độ phát hiện tốc độ động cơ và góc cam của bơm.
2.9.3. Vòi phun điện tử
Các tín hiện từ ECU được khuếch đại bởi EDU để vận hành vòi phun. Điện áp
cao được sử dụng đặc biệt khi van được mở để mở vòi phun.
Lượng phun và thời điểm phun được điều khiển bằng cách điều chỉnh thời
điểm đóng và mở vòi phun.
Hoạt động của vòi phun
Hình 2.46. Hoạt động của vòi phun điều kiển điện
1. cam; 2. piston; 3. lò xo; 4. khoang cao áp; 5. van điện từ mở; 6. đường nhiên liệu
vào; 7. cuộn dây solenoid; 8. vạn điện từ đóng; 9. kim phun; 10. cổng nối.
- 68 -
a. Trước khi hoạt động vòi phun. Nhiên liệu được nạp từ ống phân phối rẽ
nhánh vào khoang điều khiển và đáy của kim phun. Ở giai đoạn này, kim phun bị
đẩy xuống do áp suất trong khoang điều khiển và do lò xo, và kim phun vẫn bị
đóng.
b. Khi van điện từ mở. Khi điện áp kích hoạt được đưa vào bởi ECU, EDU,
van điện từ sẽ mở và áp suất trong khoang điều khiển sẽ giảm xuống.
c. Khi van điện từ đóng. Khi điện áp kích hoạt do ECU-EDU đưa vào không
còn thì lực lò xò sẽ làm cho van điện từ đóng, và áp suất trong khoang điều khiển lại
tăng lên.
d. Khi kim phun đóng. Do áp suất trong khoang điều khiển và lực lò xo, kim
phun sẽ hạ xuống và đóng vòi phun để kết thúc phun.
2.9.4. Bugi xông máy
Bugi xông máy có chức năng tự điều chỉnh nhiệt độ.
Trong bugi xông máy có một cuộn dây điều khiển, dây có điện trở tăng khi
nhiệt độ tăng.
Điện trở tăng làm giảm lượng dòng điện trong dây nhiệt mắc nối tiếp với dây
điều khiển.
Hình.2.47. Bugi xông máy Bosch có lớp bọc tỏa nhiệt bảo vệ dây tim.
1. phần cách điện; 2. thân bugi; 3. thanh dẫn 4. dây tim điện trở
Điện trở tăng làm giảm độ lớn dòng điện trong dây nhiệt mắc nối tiếp với dây
điều khiển. Nhờ giảm giá trị dòng điện, nhiệt độ của bugi sấy không tăng nhiều.
Nhiệt độ của bugi sấy tăng xấp xỉ 900°C (1,472 °F).
- 69 -
CHƯƠNG 3
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ ĐẶC ĐIỂM, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, QUY
TRÌNH THÁO LẮP, KIỂM TRA, ĐIỀU CHỈNH, SỬA CHỮA HỆ THỐNG
KHỞI ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
3.1. Cơ sơ lý thuyết của hệ thống khởi động điện
3.1.1. Nguyên lý hoạt động chung của máy khởi động điện
Khởi động là quá trình chuyển máy từ trạng thái đứng yên sang trạng thái làm
việc. Muốn tự làm việc, máy phải thực hiện được một chu trình làm việc trọn vẹn,
và công do chu trình ấy sinh ra phải đủ cung cấp năng lượng để máy có thể thực
hiện được một chu trình tiếp theo. Như vậy, cần cung cấp năng lượng ban đầu để
máy có thể hoạt động được, sao cho sự đốt cháy nhiên liệu có thể thực hiện được
một chu trình và công sinh ra phải đủ thực hiện được chu trình sau.
Tất cả các máy khởi động của có cấu tạo gần giống như một máy phát điện
một chiều tuỳ từng loại mà máy khởi động có những đặc tính và kết cấu khác nhau,
song chúng có 3 bộ phận chính sau:
- Động cơ điện một chiều
- Khớp truyền động
- Cơ cấu điều khiển
Hình.1.1: Sơ đồ nguyên lý kết cấu và hoạt động của một động cơ điện đơn giản
a- động cơ điện đơn giản.
b- vòng dây có điện chạy qua bị đẩy trong từ trường hai cực của nam châm.
Dòng điện qua cuộn dây sẽ tạo từ trường quanh dây. Chiều của các đường
sức bọc quanh dây được xác định theo nguyên tắc bàn tay phải (hình.1.2), ngón cái
- 70 -
chỉ theo chiều dòng điện chạy các ngón kia sẽ chỉ theo chiều các đường sức bọc
quanh dây.
Khi đặt đoạn dây có điện đang lưu thông vào trong vùng từ trường của hai
cực nam châm sẽ có một lực tác động lên hai đoạn dây. Đặc tính này được giải thích
như sau.
Phía dưới đoạn dây, các đường sức của nam châm ngược chiều với đường
sức của đoạn dây, phía trên thì cùng chiều nhau làm cho các đường sức chính của
nam châm bị uốn xoắn vẹo phía trên dây (hình 1.1). Các đường sức của nam châm
luôn muốn đi thẳng theo hướng ngắn nhất lên phải đẩy dây xuống tác động một lực
lên dây.
Hình 1.1 trình bày một động cơ điện đơn giản chỉ có một vòng dây trên rôto
nối tiếp với hai cuộn cảm điện, khi đóng mạch công tác, điện ắcquy chạy vào chổi
than và vòng thau bên phải đến vòng dây rôto qua vòng thau và than bên trái, điện
chạy tiếp qua hai cuộn cảm và cuối cùng trở lại ắcquy.
Hình.1.2. Xác định chiều từ trường bọc quanh cuộn dây theo quy tác bàn tay phải.
Trong hình vẽ máy khởi động đơn giản, hai khối cực nam bắc đối diện nhau,
từ trường của các khối cực bị uốn xoắn trên và dưới hai nhánh rôto vì có dòng điện
chạy qua hai nhánh dây theo chiều ngược nhau. Lực tác động làm vòng dây chạy giữa hai khối cực, nhưng chỉ quay 90o đến vị trí đứng thẳng thì đứng yên vì nó
không còn cắt đường sức của từ trường chính. Muốn rôto tiếp tục quay người ta
quấn nhiều vòng dây như thế dọc quanh rôto.
Cường độ điện chạy vào rôto và các cuộn cảm càng lớn, sức tác động quay
rôto càng lớn. Có thể tăng sức mạnh từ trường chính của hai cuộn cảm bằng cách
- 71 -
tăng số vòng quấn quanh các khối cực. Máy khởi động thường được quấn nối tiếp
sao cho điện chạy vào các cuộn cảm trước rồi qua các vòng dây rôto ra than âm về
mát.
3.1.2. Chức năng nhiệm vụ
Nhiệm vụ: Quay trục khuỷu động cơ đạt tới tốc độ nhất định để từ đó động
cơ của có thể làm việc tự lập được. Khi động cơ đã hoạt động thì thì hệ thống khởi
động sẽ thôi không làm việc nữa và được nghỉ trong suốt quá trình còn nổ máy.
3.1.3. Yêu cầu kỹ thuật
Kết cấu gọn nhẹ nhưng chắc chắn. Có sự làm việc ổn định và tin cậy cao
Lực kéo tải sinh ra trên trục của máy phải bảo đảm đủ lớn, tốc độ quay cũng
phải đạt tới phạm vi làm cho trục khuỷu có tốc độ quay nhất định.
Khi động cơ đã làm việc, phải cắt được được sự truyền động từ máy khởi
động tới trục khuỷu.
Có thiết bị điều khiển (nút bấm hoặc khoá) thuận tiện cho người sử dụng.
Công suất tối thiểu của động cơ điện khởi động PKĐ (Watt) :
MC ..nmin (W) PKĐ = 30 Trong đó :
nmin : = (50 - 100) v/ph – đối với động cơ xăng
nmin : = (100 – 200) v/ph – đối với động cơ diesel
MC : = Môment cản khởi động của động cơ .
MC phụ thuộc loại động cơ, số lượng và dung tích công tác của xylanh động cơ
Công suất khởi động động cơ PKĐ còn được xác định theo công suất định
mức Nđm (kW) của động cơ theo công thức kinh nghiệm :
Động cơ xăng PKĐ = (0,016 – 0,027) Nđm
Động cơ diesel PKĐ = (0,045 – 0,1 ) Nđm
- 72 -
Động cơ Diesel có tỷ số nén cao hơn động cơ xăng vì vậy muốn cho nhiên
liệu tự cháy được thì động cơ Diesel có lực hay mô men lớn hơn để quay trục khuỷu
động cơ.
Trong một số động cơ để giảm áp suất lúc đầu của hòa khí hoặc không khí
nén khi khởi động, dùng cơ cấu giảm áp nối thông xy lanh với khí trời.
3.1.4. Phân loại
3.1.4.1. Dựa theo nguyên lý truyền động
- Truyền động quán tính: Bánh răng truyền động tự động văng ra theo quán
tính để ăn khớp với vành răng bánh đà. Khi động cơ đã nổ thì bánh răng bị hất về
chỗ cũ một cách tự động.
- Truyền động cưỡng bức: Bánh răng truyền động vào ăn khớp với vành răng
bánh đà cũng như ra khỏi vị trí ăn khớp đều chịu sự điều khiển cưỡng bức, loại này
thường sử dụng kiểu truyền động một chiều.
- Truyền động tổng hợp: Bánh răng truyền động vào ăn khớp với vành răng
bánh đà chịu sự cưỡng bức còn ra khỏi vị trí ăn khớp một cách tự động.
3.1.4.2. Dựa theo cơ cấu điều khiển
- Điều khiển trực tiếp: Người điều khiển trực tiếp phải tác động vào mạng
gài.
- Điều khiển gián tiếp: Người điều khiển tác động thông qua công tắc hoặc
rơle.
Hình 1.3.Các loại máy khởi
động.
1. bánh răng chủ động
2. phần ứng
3. bánh răng trung gian
3. bánh răng hành tinh
4. nam châm vĩnh cửu.
- 73 -
A. máy khởi động loại thường: bánh răng chủ động và phần ứng cùng tốc
độ.
B. Máy khởi động loại giảm tốc. Là loại máy có một bánh răng trung gian
giữa bánh răng chủ động và bánh răng bị động nhằm làm giảm chuyển động của
phần ứng và truyền nó đến bánh răng chủ động.
C. Máy khởi động loại hành tinh. Là loại máy khởi động có bánh răng hành
tinh nhằm làm giảm chuyển động của phần ứng. Nó gọn và nhẹ hơn máy khởi
động loại giảm tốc.
D. Máy khởi động loại hành tinh – môtơ thanh dẫn. Các nam châm vĩnh
cửu được sử dụng trong cuộn dây phần cảm, cuộn dây phần ứng được chế tạo
gọn hơn. Kết quả rút ngắn chiều dài tổng thể.
3.1.4.3. Máy khởi động loại giảm tốc
a. Nguyên lý làm việc
<1> Kéo (Hút vào)
Khi bật khoá điện lên vị trí START, dòng điện của ắc qui đi vào cuộn giữ và
cuộn kéo. Sau đó dòng điện đi từ cuộn kéo tới phần ứng qua cuộn cảm làm quay
phần ứng với tốc độ thấp. Việc tạo ra lực điện từ trong các cuộn giữ và cuộn kéo sẽ
làm từ hoá các lõi cực và do vậy píttông của công tắc từ bị kéo vàovào lõi cực của
nam châm điện. Nhờ sự kéo này mà bánh răng dẫn động khởi động bị đẩy ra và ăn
Ắcquy
Khóa điện
Cuộn giữ
Cuộn kéo
Tiếp mát
Cuộn cảm
Cuộn dây phần ứng
Tiếp mát
khớp với vành răng bánh đà đồng thời đĩa tiếp xúc sẽ bật công tắc chính lên.
Hình.1.4. Sơ đồ dòng điện trong mạch ở bước kéo vào
- 74 -
Để duy trì điện áp kích hoạt công tắc từ, một số xe có rơle khởi động đặt giữa khoá
điện và công tắc từ.
<2> Giữ
Khi công tắc chính được bật lên, thì không có dòng điện chạy qua cuộn giữ, cuộn
cảm và cuộn ứng nhận trực tiếp dòng điện từ ắc qui. Cuộn dây phần ứng sau đó bắt
đầu quay với vận tốc cao và động cơ được khởi động. ở thời điểm này píttông được
giữ nguyên tại vị trí chỉ nhờ lực điện từ của cuộn giữ vì không có lực điện từ chạy
Ắcquy
Khóa điện
Đĩa tiếp xúc
Cuộn cảm
Cuộn giữ
Cuộn dây phần ứng
Tiếp mát
Tiếp mát
qua cuộn hút.
Hình.1.5. Sơ đồ dòng điện chạy trong mạch ở bước "giữ".
Ắcquy
Đĩa tiếp xúc
Cuộn cảm
Cuộn kéo
Cuộn dây phần ứng
Cuộn giữ
Tiếp mát
Tiếp mát
<3> Nhả hồi về
Hình.1.5. Sơ đồ dòng điện chạy trong mạch ở bước nhả về.
Khi khoá điện được xoay từ vị trí START sang vị trí ON, dòng điện đi từ phía công
tắc chính tới cuộn giữ qua cuộn kéo. ở thời điểm này vì lực điện từ được tạo ra bởi
cuộn kéo và cuộn giữ triệt tiêu lẫn nhau nên không giữ được píttông. Do đó píttông
- 75 -
bị kéo lại nhờ lò xo hồi vị và công tắc chính bị ngắt làm cho máy khởi động dừng
lại.
b. Ly hợp máy khởi động
Hình.1.6. Ly hợp máy khởi động loại giảm tốc
Nguyên lý làm việc
Khi động cơ quay khởi động. Khi bánh răng li hợp (bên ngoài) quay nhanh
hơn trục then (bên trong) thì con lăn li hợp bị đẩy vào chỗ hẹp của rãnh và do đó lực
quay của bánh răng li hợp được truyền tới trục then.
Sau khi khởi động động cơ. Khi trục then (bên trong) quay nhanh hơn bánh
răng li hợp (bên ngoài), thì con lăn li hợp bị đẩy ra chỗ rộng của rãnh làm cho bánh
răng li hợp quay không tải.
3.1.4.4. Máy khởi động truyền động cưỡng bức, điều khiển gián tiếp
Cấu tạo khớp truyền động gồm ống chủ động 1 được hàn từ 3 chi tiết lại, phía
đầu nhỏ của ống 1 có rãnh then hoa để ăn khớp với các then hoa trên trục của rôto,
phía đầu to của ống (theo mặt cắt AB) được xẻ thành các rãnh không đều ( bốn
rãnh) và có khoan lỗ từ mặt bên để đặt lò xo và cốc chụp lò xo 2, vành bị động 4
liền với bánh răng của khớp truyền động và bên trong có lắp bạc đồng 8 để cho
bánh răng có thể tựa lên trục của rôto và quay trơn trên trục. Ống chủ động và vành
bị động 4 rời nhau và được lắp hờ vào nhau nhờ bao thép mỏng 5, đệm hai nửa 6 và
bốn bi 3 cùng cụm lò xo và cốc chụp lò xo 2. Các viên bi 3 nằm tự do trong các
rãnh giữa ống chủ động và vành bị động. Trên mặt ngoài của ống nhỏ phần chủ
động có lắp lò xo 9, khớp gài 10 gồm 2 nửa và hãm bằng vòng hãm 11.
- 76 -
Hình.1.7. Khớp truyền động
1. ống chủ động hàn ghép; 2. lò xo và cốc chụp; 3. bi đũa.
4. vành bị động và bánh răng. 5. bao thép; 6. đệm hai nửa.7,8. bạc đồng;
9. lò xo đẩy; 10. khớp gài;11.vòng hãm.
Với kết cấu như vậy nếu ta giữ chặt bánh răng và vành 4 lại rồi quay ống chủ
động theo chiều quay như trên hình vẽ ( tức là lúc bánh răng của khớp đã mắc với
bánh đà và máy khởi động bắt đầu quay – lúc bắt đầu khởi động) thì viên bi sẽ lăn
trên mặt ống 4 rồi bị kẹt vào chỗ nông hơn giữa 1 và 4, gắn cứng hai phần chủ động
và bị động lại với nhau. Muốn quay ống 1 nữa phải thắng lực cản của bánh răng, và
cả khớp truyền động lúc đó quay như một khớp liền. Nếu ống chủ động quay với
một tốc độ nào đó, còn vành bị động quay với một tốc độ lớn hơn ( ứng với trường
hợp máy đã nổ nhưng khớp truyền động chưa được tách khỏi bánh răng của bánh
đà) thì các viên bi sẽ bị hất ra khỏi vị trí bị kẹt về phía lò xo và cốc chụp. Ở đây các
viên bi không thể bị kẹt được nên chúng nằm tự do trong các rãnh, và đảm bảo cho
ống chủ động vẫn quay theo tốc độ của mình và vành bị động quay với tốc độ riêng,
không phụ thuộc vào nhau.
Rãnh then của ống chủ động có thể là rãnh xoắn như hình 1.7 để tạo điều kiện
cho bánh răng của khớp ăn khớp với bánh răng của bánh đà một cách dễ dàng hơn.
Cơ cấu điều khiển của máy khởi động gồm hộp tiếp điểm, rơle gài khớp và
mạng gài 6.
- 77 -
Hình.1.8. Máy khởi động điện CT-21.
1. ốc đồng; 2. lá đồng tiếp điện; 3. thanh đẩy đĩa đồng; 4. lò xo trả về; 5. lõi thép
6. nạng gạt; 7. vít điều chỉnh; 8. bánh răng; 9. phần chủ yếu của khớp truyền động
10. lò xo đẩy; 11. lò xo giảm chấn; 12. ống thép từ; 13. các cuộn dây của rơle gài
khớp; 14. đĩa đồn; 15. chốt quay.
Hộp tiếp điểm gồm các chi tiết chủ yếu là: Hai ốc đồng 1 phần nhô ra ngoài là
chỗ để nối đầu dây cáp từ ắcquy tới và thanh đồng nối từ hộp tiếp điểm xuống phần
động cơ điện, còn phần nằm trong hộp thì phẳng và là mặt tiếp điện, đĩa đồng 14
được cách điện trên thanh 3 còn thanh 3 lại được chốt vào lõi thép của rơle gài
khớp.
Rơle gài khớp gồm ống thép 12, phần cuối ống thép 12 được tăng cường bằng
một khối thép từ có lỗ để cho cần 3 xuyên qua. Trên lõi thép 12 có quấn hai cuộn
dây 13 với đường kính và số vòng dây khác nhau, được gọi là cuộn hút Wh và cuộn
giữ Wg. Ngoài cùng là vỏ thép bảo vệ và trên đó có hàn đế để bắt rơle trên máy khởi
động. Lõi thép 5 thông qua vít điều chỉnh và thanh giăng được mắc với mạng gài 6.
Mạng gài 6 có thể quay tự do quanh chốt 15 ở phần nắp máy khởi động và phần
càng cua của nó mắc vào khớp gài của khớp truyền động. Lò xo 4 của rơle gài khớp
luôn luôn có xu hướng đẩy lõi thép 5 ra khỏi ống 12, đồng thời cũng là đẩy khớp
- 78 -
truyền động về vị trí ban đầu. Vị trí này được điều chỉnh nhờ vít điều chỉnh 7 tác
động lên mạng gài 6.
Nguyên lý hoạt động của máy khởi động (kết hợp giữa hình 1.7 và hình 1.8).
Khi muốn khởi động động cơ thì người vận hành vặn khoá điện về vị trí CT (
khởi động), như trên hình 2.3, khi đó máy phát điện chưa quay và điện trở cuộn dây
phần ứng nhỏ nên dòng điện chạy trong cuộn dây Wkđ của rơle bảo vệ khởi động
theo mạch: (+) ắcquy ốc đồng 1 (A) đầu AM đầu CT của khoá điện
đầu K(*) của cuộn Wkđ đầu K(.) của cuộn Wkđ FA (+)mF (-)mF mát
(- ) ắcquy. Dòng điện trong cuộn Wkđ sẽ từ hoá lõi thép của rơle bảo vệ khởi động
và làm cho tiếp điểm KK’ của nó đóng lại (đây là tiếp điểm mở). Khi KK’ đóng,
trong các cuộn dây rơle gài khớp có dòng điện chạy theo mạch: (+) ắcquy 1
đầu 5 khung từ và cần tiếp điểm của rơle bảo vệ khởi động KK’ đầu c
điểm nối 4 từ đây dòng điện chia làm hai nhánh: một nhánh qua cuộn Wg rồi về
mát về cực âm của ắcquy, nhánh hai Wh điểm nối 5 ốc đồng 3 cuộn kích
thích Wkt và rôto của máy khởi động mát (-) ắcquy ( dòng điện chạy trong Wh
khoảng 30-40A, dòng trong Wg khoảng 3-4A). Dòng điện trong các cuộn dây sẽ từ
hoá ống thép và lõi thép rất mạnh, nên lõi thép bị hút sâu vào trong ống thép. Trong
khi chuyển động như vậy lõi thép sẽ nén lò xo 4 lại (hình 1.7) kéo cho nạng gạt 6
quay quanh chốt 15 (hình 1.7) và phần càng cua của nạng gài 6 sẽ đẩy khớp truyền
động chạy trên trục máy khởi động về phía bánh đà, đồng thời cần 3 được chốt trên
lõi thép cũng đẩy đĩa đồng về các ốc đồng (xu hướng đóng tiếp điểm). Khi bánh
răng của khớp truyền động đã ăn khớp an toàn với bánh răng của bánh đà thì tiếp
điểm chính (gồm hai ốc đồng 1,3 và đĩa đồng) cũng được đóng lại. Lúc này sẽ có
dòng rất lớn khoảng (200-800A) chạy qua tiếp điểm theo mạch: (+) ắcquy ốc 1
đĩa đồng ốc 3 về cuộn Wkđ và rôto của máy khởi động mát (-) ắcquy:
Trong khi đó cuộn Wh bị nối tắt (được giải thích như sau).
Dòng điện lớn qua máy khởi động sẽ biến thành mômen cơ học lớn, truyền
qua khớp truyền động qua bánh đà, làm cho trục khuỷu động cơ chạy, tạo điều kiện
cho động cơ nổ máy nếu các điều kiện khác như là nhiên liệu, đánh lửa…vv bảo
đảm. Khi động cơ đã bắt đầu làm việc tự lập, số vòng quay của nó tăng vọt lên và
- 79 -
máy phát điện bắt đầu làm việc để nạp cho ắcquy và cung cấp cho phụ tải. Dòng
điện của máy phát lúc này sẽ ngược với dòng điện trong cuộn Wkđ ban đầu và trong
giai đoạn giao thời đó (giai đoạn máy vừa mới nổ, máy phát điện mới bắt đầu làm
việc, còn máy khởi động chưa được tắt) sẽ triệt tiêu nhau, làm cho lực từ hoá của
rơle bảo vệ khởi động không đủ giữ tiếp điểm KK’ đóng nữa thì tiếp điểm KK’ mở
ra dưới tác dụng của lực lò xo. Khi KK’ mở ra, dòng điện trong cuộn Wh lại bắt đầu
xuất hiện và ngược với chiều ban đầu ( tiếp điểm chính chưa kịp mở ra, cuộn Wh
được nối nối tiếp với cuộn Wg), còn d điện trong cuộn Wg vẫn như cũ. Lực từ hoá
của chúng ngược nhau, làm tổng lực từ hoá giảm, và dưới tác dụng của lò xo 4 lõi
thép được trả về vị trí ban đầu và tách đĩa đồng ra khỏi vít đồng ở hộp tiếp điểm
ngắt mạch khởi động.
Hình.1.9. Sơ đồ đấu dây của hệ thống khởi động điện điều khiển gián tiếp.
Như vậy nhờ có rơle bảo vệ khởi động mà máy khởi động tắt tự động khi động
cơ cần khởi động đã nổ an toàn, mặc dù người vận hạnh vẫn còn vặn khoá điện về
vị trí khởi động (có thể do người vận hành phản ứng chậm, chưa kịp tắt). Điều đó
đảm bảo an toàn máy khởi động cũng như khớp truyền động và cũng hoàn toàn phù
hợp với yêu cầu đã đề ra. Ngoài ra rơle bảo vệ khởi động còn làm nhiệm vụ “khoá
giữ” không cho khởi động khi xe đang chạy. Cụ thể khi động cơ máy kéo đang làm
việc ở số vòng quay nhất định nào đó mà tiếp điểm của RLDĐN trong bộ ĐCD đã
đóng thì cuộn Wkđ của rơle bảo vệ khởi động sẽ bị nối tắt khi ta vặn khoá điện về vị
trí khởi động (vị trí CT) nên việc khởi động không thể thực hiện được.
- 80 -
Trường hợp khi răng của bánh răng ăn khớp truyền động bị trùng vào răng
của vành răng bánh đà ( hiện tượng chống răng ) thì lò xo 10 (hình 1.7) cũng như lò
xo 9 (hình 1.2) sẽ bị nạng gài nén lại và khi bị nén chúng sẽ tạo ra một mômen xoắn
làm cho cả khớp truyền động quay đi một chút, vượt qua khỏi vị trí chống răng để
ăn khớp dễ dàng. Ngoài ra các lò xo này còn giảm va đập khi khớp truyền động vào
ăn khớp với bánh đà cũng như khi bị hất trả vị trí ban đầu. Trong sơ đồ (hình 1.7)
rãnh then hoa ở ống chủ động của khớp truyền động được làm xoắn để khi vào ăn
khớp với bánh đà khớp truyền động vừa chuyển động tịnh tiến vừa chuyển động
quay chậm, Vì vậy mà vấn đề tự lựa vào ăn khớp với bánh đà cũng tốt hơn.
Sở dĩ trong rơle gài khớp có hai cuộn dây Wh và Wg vì ở vị trí ban đầu, lõi
thép của rơle còn nằm hờ ở phía ngoài của ống thép 12 (hình 1.3), tức là đầu trong
của lõi thép nằm cách xa mặt đáy của ống thép từ, cho nên hút được lõi thép vào các
cuộn đây phải sinh ra một lực từ hoá rất lớn. Lực này chủ yếu do cuộn Wh có dòng
điện khá lớn sinh ra, còn cuộn Wg chỉ phụ kèm thêm. Song khi lõi thép đã bị hút sâu
vào trong lòng ống thép từ (ứng với vị trí ăn khớp an toàn và tiếp điểm chính đã
đóng) thì chỉ cần một lực từ hoá tương đối nhỏ của cuộn Wg cũng đủ giữ cho lõi
thép nằm ở vị trí này, nên cuộn Wh trở nên bị thừa, nó bị nối tắt để giảm công suất
cho nó. Cuộn Wh nối như vậy nó còn có tác dụng khác là khi chưa bị nối tắt dòng
điện chạy qua nó xuống động cơ điện sẽ làm cho rôto của máy khởi động quay lúc
lắc một chút. Như vậy khớp truyền động sẽ dễ lựa vào ăn khớp với vành răng của
bánh đà.
3.1.5. Ưu điểm nhược điểm và phạm vi ứng dụng
3.1.5.1. Ưu điểm
Nhỏ gọn tiện dụng, tuy năng lượng điện của ắc quy có giảm nhưng được máy
phát nạp lại cho ắc quy trong quá trình hoạt động.
3.1.5.2. Nhược điểm
Phải dùng ắc quy, thời gian khởi động ngắn dùng lượng điện nhỏ và trọng
lượng lớn, ở nhiệt độ thấp thì điện dung cũng như điện áp của ác quy giảm nhiều.
Ngoài ra muốn khởi động nhanh, yêu cầu động cơ phải làm việc thường xuyên dể
đảm bảo cho ác quy có đủ điện áp khởi động.
- 81 -
3.1.5.3. Phạm vi ứng dụng
Hiện nay phương pháp khởi dộng bằng động cơ điện được áp dụng rộng rãi
nhất ở động cơ xăng và diesel có công suất vừa và nhỏ (dưới 1000HP) tuy có nhiều
bộ phận hư hỏng nhưng nó cho phép khởi động động cơ nhiều lần, an toàn và thiết
bị được lắp gọn trên động cơ.
3.2. Các bộ phận cơ bản của một hệ thống khởi động điện
3.2.1. Sơ đồ của một hệ thống khởi động điện
Hinh.2.1. Sơ đồ hệ thống khởi động điện trên ôtô.
1. bình ắc quy; 2. công tác khởi động; 3. solenoid (rơle); 4. động cơ khởi động.
3.2.1.1. Máy khởi động
Máy khởi động là một động cơ điện một chiều, công suất khoảng 0,5 đến 2,6
sức ngựa (0,4 - 2,0kw). Máy khởi động có thể phát huy công suất lớn trong một thời
gian rất ngắn để khởi động cơ. Máy khởi động còn được gọi là đê ma rơ.
3.2.1.2. Bình ắcquy
Bình ắcquy cung cấp điện năng cho máy khởi động hoạt động, bình ắcquy có
điện dung thích ứng với mỗi hệ thống khởi động và luôn được nạp đầy tối thiểu
75% điện dung.
3.2.1.3. Solenoid (Rơle)
Dùng solenoid (rơle) để đóng ngắt mạch điện trong máy khởi động. Nó được
cấu tạo đơn giản và gọn nhẹ, nếu dùng công tắc thì phải lớn vì dòng điện cấp cho
máy khởi động là rất lớn.
3.2.1.4. Công tắc khởi động
Công tắc máy có công dụng điều khiển hoạt động của máy khởi động.
- 82 -
3.2.3. Một số thiết bị bổ trợ khởi động trong hệ thống khởi động
3.2.3.1. Cơ cấu đổi nối điện
Ở một số mặc dù mạng điện chung của nó là 12V nhưng riêng máy khởi động
lại sử dụng nguồn 24V. Trường hợp này trên người ta phải có hai bình ắcquy 12V
và dùng thêm cơ cấu đổi nối điện, để lúc cần khởi động sẽ đấu hai bình ắcquy nối
tiếp với nhau, rồi khi khởi động xong lại phải chuyển hai ắcquy thành đấu song
song để máy phát điện nạp cho chúng, hoặc dùng chúng thành bộ nguồn cung cấp
cho phụ tải khi máy phát chưa có khả năng cung cấp điện cho tải.
Thực tế cơ cấu đổi nối điện chính là rơ le từ và người ta gọi tên nó là rơ le đổi
nối điện áp. Sau đây sẽ giới thiệu ba loại rơ le thông dụng.
a. Rơ le BK - 30 (có sơ đồ nguyên lí như hình 2.2)
Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lí Rơ le đổi nối điện BK -30
1. máy khởi động; 2. cầu chì bảo vệ; 3. đường dẫn điện đến máy phát.
Khi khởi động ấn nút Kkđ , cuộn dây Wkđ sẽ có điện, từ trường do Wkđ sinh ra
làm cho lõi thép của nó đi xuống nên tiếp điểm Kl và K2 mở ra ngắt mạch nối song
song của hai ắcquy. Sau đó tiếp điểm K4 đóng và cuối cùng là tiếp điểm K3 cũng
đóng.
Khi K4 đóng, cực dương của ắcquy Aq1 được nối với cực âm của ắcquy AqII
qua cầu đồng K4 tức là hai ắcquy đã được đấu nối tiếp qua tiếp điểm chính, lúc đó
điện áp 24V được truyền theo đường:
- Aqll - cầu chì a - K3 - PC - rơ le gài khớp của máy khởi động.
- 83 -
Trong giai đoạn này toàn bộ mạng điện khác của vẫn là 12V do ắcquy Aql
cung cấp.
Thả nút ấn khởi động Kkđ ra, cuộn dây Wkđ mất điện, lõi thép và toàn bộ các
tiếp điểm lại trả về vị trí ban đầu, tức là mạch đấu nối tiếp hai ắcquy bị cắt, máy
khởi động ngừng hoạt động; đồng thời lúc này mạch đấu song song hai ắcquy lại
được thiết lập để cung cấp điện cho phụ tải, hoặc nhận dòng điện nạp từ máy phát
đưa tới.
b) Rơ le kiểu BOSCH
Hình.2.3. Sơ đồ nguyên lí của rơ le đổi nối điện kiểu BOSCH
1. bình ắc quy; 2. đường dây đến máy phát; 3. máy khởi động.
Loại rơle này được dùng trên Skoda, Tatra, Praga...Sơ đồ nguyên lí của nó như
hình 2.3.
Khi khởi động ấn nút Kkđ , cuộn Wkđ sẽ có điện làm cho lõi của nó bị hút
xuống phía dưới. Đòn gánh đ sẽ đẩy tiếp điểm Kl và K2 mở ra, tức là cắt mạch đấu
song song hai ắcquy. Tiếp đó tiếp điểm chính K3 đóng để thực hiện việc đấu nối tiếp
hai bình ắcquy. Sau cùng là tiếp điểm K2K'2 đóng. Dòng điện có điện áp 24V được
truyền tới máy khởi động theo đường:
-Aqll - 30a - cầu chì a - K2K'2 – 50 - cuộn rơ le gài khớp của máy khởi động.
Giai đoạn khởi động của , toàn bộ mạng điện trên vẫn được nối với điểm 30
hoặc điểm 51 nên vẫn được cung cấp điện ở mức điện áp 12V do Aql đưa tới. Khởi
- 84 -
động xong, thả nút Kkđ ra, mạch qua Wkđ bị cắt nên lõi thép và các tiếp điểm được
trả về vị trí ban đầu, tức là mạch đấu nối tiếp hai ắcquy bị cắt để trở về trạng thái
đấu song song.
c) Rơ le đổi nối điện áp kiểu 86322/IWL
Hình.2.4. Rơ le đổi nối điện áp kiểu 86322/IWL
1. ắcquy; 2. máy khởi động; 3. máy phát; 4. công tắc của ắcquy.
Loại rơ le này được dùng trên IFA - W50L và W50L/K của Đức. Sơ đồ cấu
trúc của nó như hình 2.4.
Khi khởi động ấn nút Kkđ cuộn dây Wkđ được cung cấp điện từ Aql nên lõi của
nó bị hút xuống, đòn gánh đ làm tiếp điểm Kl, K2 mở ra cắt mạch đấu song song
giữa hai ắcquy. Tiếp theo tiếp điểm chính K3 đóng để đấu nối tiếp hai ắcquy. Cuối
cùng tiếp điểm KlK'l đóng để đưa điện áp 24V tới rơ le gài khớp của máy khởi
động. Lúc này toàn bộ mạng điện trên vẫn được cấp điện áp 12V từ Aql đưa ra.
3.2.3.2. Bảo vệ khởi động
Trên những hiện đại còn được trang bị thêm thiết bị để bảo vệ không cho máy
khởi động có thể làm việc được trong khi đang chạy hoặc động cơ của đã nổ máy.
Thiết bị bảo vệ này thực chất cũng là một rơ le từ có sơ đồ nguyên lí như hình 2.5.
Ở trạng thái bình thường tiếp điểm Kl đóng. Khi vặn khóa điện đến nấc thứ
- 85 -
nhất tức là nối đầu AM với K2 của khóa điện, lúc đó đèn báo sẽ sáng, do có dòng
điện đi qua đèn như sau:
- Aq - AM - K2 - đèn - LK - a - Kl - mát - -Aq.
Hình 2.5. Sơ đồ hệ thống khởi động có rơle bảo vệ.
1. máy phát điện; 2. rơle P1; 3. rơle PC-24; 4. máy khởi động.
Để khởi động ta vặn khóa điện thêm nấc nữa, tức là nối đầu AM với CT của
khóa điện. Khi đó cuộn Wkđ của rơ le PC-24 có điện theo mạch.
- Aq - AM - CT - K - Wkđ - K - LK - a - Kl - -Aq.
Rơ le PC-24 tác động, tiếp điểm của nó đóng và điện ắcquy được dẫn từ
điểm nối b tới đầu c (đầu nối chung của hai cuộn dây trong rơ le gài khớp của máy
khởi động) để thực hiện khởi động . Một dòng điện phân nhánh từ đầu K qua điểm
PC đế R đến Wf để tạo nên lực phản từ cân bằng với lực từ hóa ban đầu của cuộn
Wc khi động cơ chưa làm việc tự lập được.
Trong quá trình khởi động, điện áp xoay chiều do máy phát sinh ra một phần
được đưa đến bộ chỉnh lưu và tạo nên dòng một chiều trong cuộn Wc. Để loại trừ
khả năng tác động sớm của rơ le P-1 lực từ hóa của cuộn Wc lúc này được cân bằng
bởi lực phản từ của cuộn Wf.
Nếu động cơ chưa có thể làm việc tự lập thì hiệu lực từ hóa Fwc - Fwf xấp xỉ
bằng không và tiếp điểm Kl vẫn đóng, quá trình khởi động vẫn tiếp tục.
- 86 -
Khi động cơ bắt đầu làm việc tự lập được thì điện áp của máy phát cũng tăng
lên, tới lúc điện áp hiệu dụng giữa 2 pha của máy phát đạt được (9 –10) V thì lực từ
hóa của cuộn dây đã lớn làm cho Kl mở ra, mạch đèn bị cắt nên đèn tắt báo hiệu cho
biết máy phát điện đã làm việc bình thường. Mạch điện của rơle PC-24 khi đó cũng
bị cắt, nó sẽ tác động làm tắt máy khởi động. Sau đấy muốn khởi động tiếp cũng
không được vì tiếp điểm Kl đã mở nên rơ le PC-24 không sao hoạt động được.
Trên sơ đồ ta thấy trong rơ le PB-1 có bộ phận chỉnh lưu để chỉnh lưu dòng
xoay chiều từ 2 pha của máy phát, cung cấp cho cuộn dây từ hóa chính Wc. Điện
trở R mắc nối tiếp với cuộn từ hóa phụ Wf để hạn chế dòng điện trong cuộn Wf.
Cuộn Wf có lực từ hóa ngược chiều với lực từ hóa của cuộn Wc nhằm làm cho rơ le
tác động đóng hoặc mở kết thúc khoát.
3.3. Kết cáu và nguyên lý hoạt động của hệ thống khởi động điện điển hình
3.3.1. Sơ đồ hệ thống khởi động điển hình được trang bị trên
Hình.3.1. Sơ đồ khối hệ thống khởi động điện.
1. công tắc khởi động, 2.bình ắc quy chì-axít, 3.máy khởi động
4.mạch điện, 5.động cơ.
- 87 -
3.3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ắcquy chì-axít
3.3.2.1. Định nghĩa
Ắcquy chì-axít là một thiết bị điện hoá, dùng để biến đổi năng lượng dưới
dạng điện năng thành hoá năng (khi nạp) và ngược lại biến hoá năng thành điện
năng (khi phóng)
3.3.2.2. Công dụng
Ắcquy chì-axít dùng để cung cấp năng lượng điện cho các phụ tải khi động
cơ không làm việc hoặc cung cấp điện cho motor khởi động và hệ thống đánh lửa
khi đang khởi động động cơ.
3.3.2.3. Cấu tạo
Hình 3.2. Cấu tạo bình ắc quy chì – axít.
1. cực âm; 2. nút thông hơi; 3. mắt kiểm tra; 4. cực dương; 5. dung dịch
6. ngăn ắcqui; 7. bản cực. 8. nắp; 9. tấm cách; 10. tấm cực dương
11. tấm cực âm; 12. khung lưới; 13. thanh nối.
1. Cực âm. Một bộ phận của ắcquy ngắn cáp âm.
2. Nút thông hơi. Xả khí trong quá trình nạp, bỗ xung dung dịch
3. Mắt kiểm tra. Kiểm tra trạng thái nạp hay mức dịch.
4. Cực dương. Một bộ phận của ắc quy coa ngắn cáp dương
5. Dung dịch. Phản ứng với các bản cực để nạp hoạt phóng.
6. Ngăn ắc quy. Mỗi ngăn phát ra dòng điện 2,1 V.
7. Bản cực. Bao gồm các bản cực âm và bản cực dương.
Việc kiểm tra ắcquy bao gồm kiểm tra mức dung dịch và nộng độ dung dịch.
Khi làm việc với ắcquy phải lưu ý các điểm sau:
- 88 -
- Tránh cho ắcquy tiếp xúc với lửa khi nạp do khí hydro bay ra.
- Tránh để dung dịch ắcquy, có axit sunphuaric, dính lên người, quần áo.
3.3.2.4. Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý nạp và phóng điện. Một ắcquy nạp và phóng năng lượng điện qua
phản ứng hóa học với dung dịch điện phân.
a. Lúc phóng điện
Lúc phóng điện nghĩa là lúc bình đang cung cấp một dòng điện cho bộ phận
tiêu thụ, phản ứng xảy ra trong hộc bình được tóm tắt như hình 2.2.
Hình.3.3. Phản ứng hoá học trong bình ắcquy
A. lúc phóng điện; B. lúc nạp điện
Năng lượng điện được phóng ra khi axit sunphuaric trong dung dịch điện phân
phản ứng với chì và trở thành nước. Lúc này axit sunphuaric kết hợp với các bản
cực âm và dương và chuyển thành sunfat chì.
Ở cực dương phản ứng xảy ra như sau:
- + 2e PbSO4 + 2H2O
PbO2 + 3H+ + HSO4
Ở cực âm phản ứng xảy ra như sau:
Pb + H2SO4 PbSO4 + 2e + 2H+
Quá trình phóng điện làm cho lượng nước tăng lên nhưng lại làm giảm lượng
axít sulfuric, do đó nồng độ điện dịch giảm, các bản cực tiến dần đến cùng bản chất
là PbSO4 làm cho thế hiệu giữa chúng giảm dần.
Phản ứng xảy ra mạnh hay yếu, số lượng các hoạt chất tham gia nhiều hay ít 2- và H+. Do đó nồng độ điện tuỳ thuộc vào khả năng phân ly, khuyếch tán của SO4
dịch, độ xốp của các bản cực (hạt PbSO4 to thì bản cực ít xốp), điện thế và cường độ
- 89 -
dòng điện nạp… là nhân tố ảnh hưởng đến khả năng phản ứng mạnh, yếu, sâu, nông
ở các bản cực.
b. Lúc nạp điện
Do axit sunphuaric được giải phóng ra khỏi các bản cực, chất điện phân
chuyển thành axit sunphuaric và nồng độ chất điện phân tăng lên. Các bản cực
dương chuyển thành ôxit chì. Các bản cực âm chuyển thành chì. Chiều của dòng
điện nạp vào ắcquy ngược với chiều lúc nó phóng điện. Trong quá trình nạp điện,
nước trong dung dịch điện phân được phân ra thành hydro và ôxy.
Ở cực dương phản ứng xảy ra như sau:
PbSO4 + SO4 + 2H2O Pb4+O2 + 2H2SO4 + 2e
Ở cực âm phản ứng xảy ra như sau:
2PbSO4 + 2H+ + 2 H2O + 4e 2Pb + 2H2SO4
Lưu ý: khi phản ứng hóa học xảy ra (điện phân của nước) trong dung dịch
điện phân khi nạp. Các bản cực dương tạo ôxy, các bản cực âm tạo ra hydro. Do sự
điện phân của nước, chất lượng chất điện phân sẽ giảm đi, do đó cần phải thêm
nước.
3.3.2.5. Ký hiệu ắcquy
Hình.3.4. Ký hiệu ắcqui
1. dung lượng ắc quy; 2. chiều rộng và chiều cao; 3. chiều dài; 4. vị trí cực âm.
* Theo tiêu chuẩn Việt Nam chẳng hạn như 3-OT-70-NT-TCVN:
3: Số ngăn hay số hộc bình.
OT: Bình dùng cho máy kéo.
- 90 -
70: Dung lượng định mức là 70 ampe giờ.
NT: Tấm ngăn kép làm bằng nhựa xốp và bông thủy tinh.
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam.
Ngoài ra mã hóa nhận biết ắcquy còn được biểu diễn như trên hình 3.4
3.3.2.6. Các thông số cơ bản của ắcquy
a. Tỉ trọng của dung dịch điện phân
Tỉ trọng của dung dịch điện phân là số chỉ mật độ của chất điện phân hay nói
cách khác là trọng lượng của dung dịch điện phân so với trọng lượng của nước
nguyên chất có cùng một thể tích. Trong đó, tỉ trọng của nước nguyên chất được
xem bằng 1 đơn vị.(1/89)
Tỉ trọng của dung dịch điện phân có giá trị tùy theo từng nhà sản xuất. Tuy
nhiên, tỉ trọng của dung dịch điện phân các loại ắcquy đang được dùng trên các xe
du lịch khi ở trạng thái được nạp đầy vào khoảng 1,28 và không bao giờ vượt quá
1,30.
Các trị số điển hình của tỉ trọng này ở các trạng thái làm việc khác nhau tại
nhiệt độ 15,5oC như sau:
- Khi nạp đầy hoàn toàn: 1,27 – 1,29.
- Khi phóng khoảng nửa dung lượng : 1,19 – 1,21.
- Khi phóng hoàn toàn: 1,11 – 1,13.
Khi ắcquy làm việc liên tục ở môi trường mà nhiệt độ của không khí lớn hơn 32oC thì phải lấy tỉ trọng thấp hơn vì ở nhiệt độ càng cao thì các phản ứng hoá học
xảy ra càng mạnh hơn. Các trị số điển hình khi ắcquy làm việc ở nhiệt độ cao:
- Khi nạp đầy hoàn toàn: 1,21 – 1,23.
- Khi phóng khoảng nửa dung lượng : 1,13 – 1,15.
- Khi phóng hoàn toàn: 1,05 – 1,07.
Tỉ trọng của dung dịch điện phân luôn biến đổi theo nhiệt độ, cứ khi nhiệt độ tăng lên 3oC thì tỉ trọng giảm đi 0,002 và ngược lại khi nhiệt độ giảm đi 3oC thì tỉ
trọng cũng tăng lên 0,002.
Khi kiểm tra một ắcquy đã nạp hoàn toàn hoặc khi chuẩn lại thì tỉ trọng sau
khi kết thúc quá trình nạp lần đầu tiên của một ắcquy mới ở nhiệt độ môi trường thử
- 91 -
nghiệm ta dựa vào các chuẩn tỉ trọng đã nói ở trên. Tỉ trọng đo được phải qui về nhiệt độ 15,5oC bằng cách cộng hoặc trừ đi độ tăng hoặc giảm tỉ trọng theo sự giảm
hay tăng của nhiệt độ môi trường so với nhiệt độ chuẩn.
Để đo tỉ trọng người ta thường dùng ống Bômê:
Bảng 2.1: Liên hệ giữa tỉ trọng và độ Bômê.
Tỉ trọng Tỉ trọng
1,007 1,221
1,036 1,244
1,060 1,263
1,091 1,268
1,108 1,308
1,125 1,322
1,143 1,357
Độ Bômê 1o 50 80 120 140 16o 180 200 1,161 Độ Bômê 26o 280 300 340 360 38o 400 410 1,383
Những chú ý khi pha chế dung dịch điện phân:
- Không được dùng axít có thành phần tạp chất cao (các loại axít kỹ thuật
thông thường) và nước không phải là nước cất, vì dùng như vậy sẽ làm tăng cường
quá trình tự phóng điện của ắcquy, các bản cực chóng bị sunfat hóa, hư hỏng …
- Các dụng cụ pha chế phải bằng thủy tinh, sứ hoặc chất dẻo chịu axít. Chúng
phải sạch, không chứa các muối khoáng, tạp chất …
- Để đảm bảo an toàn trong khi pha chế, tuyệt đối không được đổ nước cất
vào axít đặc, mà phải đổ từ từ axít vào nước cất và dùng que thủy tinh khuấy đều.
b. Dung lượng ắcquy
Dung lượng của ắcquy là tích số thời gian cần thiết (tính bằng giờ) để ắcquy
phóng điện với dòng điện phóng (tính bằng ampe). Hay đó chính là số lượng điện
mà ắcquy đầy điện có thể cho khi phóng điện tới giới hạn cho phép (điện thế giảm
xuống dưới 1,7V) tại một nhiệt độ nhất định.
Đơn vị của dung lượng là ampe giờ (Ah), đó chính là dung lượng của ắcquy
có thể phóng với dòng điện cường độ 1A trong thời gian một giờ
- 92 -
Dòng điện phóng còn được gọi là tốc độ phóng, khi tăng tốc độ phóng dung
lượng của ắcquy có thể giảm xuống nên khi dùng ắcquy cần phải biết tốc độ phóng
hay dòng điện phóng cho phép và thời gian phóng của ắcquy. Tốc độ phóng tiêu
chuẩn của ắcquy trên các khoảng từ 10 đến 20 giờ.
Dung lượng của ắcquy phụ thuộc vào các yếu tố sau
- Số bản cực trong một ngăn bình.
- Bề mặt và bề dày của các bản cực.
- Kích thước của các ngăn tạo nên ắcquy cụ thể là kích thước của các bản
cực.
- Dung tích, tỉ trọng và nhiệt độ dung dịch điện phân. Nếu cho cho ắcquy
phóng điện với cường độ không đổi đến điện áp phóng điện cuối cùng thì dung
lượng sẽ cao hơn khi nhiệt độ dung dịch tăng lên và ngược lại. Sở dĩ có được kết
quả khác nhau như vậy là do dung dịch có thể hoà tan dễ dàng hơn khi nhiệt độ cao,
cho phép nhiều chất hoạt tính phản ứng hoá học với nó. Ngoài ra, điện trở của dung
dịch điện phân giảm và điện tích có thể chuyển động dễ dàng hơn khi nhiệt độ cao
hơn. Kết quả là điện áp ắcquy sẽ tăng lên.
- Cường độ dòng điện phóng càng lớn càng lớn thì dung lượng càng giảm bởi
vì khi ắcquy phóng điện với dòng cao, axít sulfuric không được cung cấp đủ nhanh
đến các bản cực. Khi nạp, phóng cường độ phản ứng vừa phải nhưng phản ứng xảy
ra triệt để, nghĩa là toàn bộ số hoạt chất của bản cực đều tham gia thì dung lượng
mới lớn.
c. Điện áp định mức của một ngăn ắcquy
Điện áp định mức của một ngăn là điện áp giữa hai cực của nó khi mạch
ngoài bị hở nghĩa là khi không có sự nạp hay phóng điện. Giá trị định mức của một
ngăn là 2 V và không phụ thuộc vào kích thước của các bản cực. Điện áp khi mạch
hở này nằm trong giới hạn từ (2 – 2,2 V) tuỳ theo việc nạp trước đó.
d. Điện trở trong ắcquy
Do bên trong ắcquy luôn tồn tại một điện trở trong của dung dịch điện phân
và của các bản cực nên nó có tác dụng như một vật cản gây sụt áp giữa các cực của
- 93 -
ắcquy. Do đó điện áp thực tế do ắcquy tạo ra sẽ luôn nhỏ hơn so với lý thuyết. Nói
cách khác, điện áp thực tế do ắcquy phát ra có thể biểu diễn bằng công thức sau:
V = E – I.r
Trong đó:
E: Điện áp lý thuyết do ắcquy tạo ra.
I: Cường độ dòng điện trong mạch.
r: Điện trở trong của ắcquy.
I.r: Sụt áp giữa các cực ắcquy.
Như vậy điện trở trong của ắcquy làm cho điện áp phát ra giảm khi dòng
điện chạy qua nó tăng. Điều này có tầm quan trọng đặc biệt đối với những mạch
điện có motor khởi động hay đèn pha… vì khi đó điện áp phát ra giảm nên công
suất phát ra cũng giảm theo. Điện trở trong của ắcquy tăng theo thời gian sử dụng
của nó.
3.3.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy khởi động
Hình 3.5. Các bộ phận cơ bản của máy khởi động điện
1. vỏ ngoà; 2. lắp trước; 3. lắp sau; 4. chổi than; 5. khối cực; 6. cuộn cảm;
7-rôto; 8. khớp ly hợp một chiều; 9. solenoid; 10. ốc
3.3.3.1. Động cơ điện một chiều
a. Vỏ và nắp
Vỏ là một ống thép gia công mặt trong, có gắn các khối cực để giữ các cuộn
dây điện cảm. Trên vỏ có gắn một ốc thau cách điện với vỏ để dấn điện ắcquy vào.
- 94 -
Hình 3.6. Vỏ của máy khởi động.
Trục rôto nơi phía cổ góp điện gối lên bạc thau đóng cứng trong nắp máy
khởi động. Nắp còn là nơi gắn các giá đỡ chổi than và lò xo. Lò xo ấn chổi than
luôn tỳ vào cổ góp điện đúng áp suất cần thiết để tiếp điện cho máy khởi động.
b. Rôtor
Rôto của máy khởi động được cấu tạo bằng cách ép chặt nhiều lá thép kỹ
thuật dạy từ 0.5 – 1 mm trên trục tạo thành lõi. Trên lõi có nhiều rãnh dọc để quấn
dây. Rôto gối lên hai bạc thau và quay giữa các khối cực với khoảng cách ít nhất để
giảm bớt hao mất từ trường.
Hình 3.7. Cấu tạo của của rotor.
1. cổ góp; 2. cuộn dây; 3. các lá thép; 4. trục
Dây quấn trong rôto máy khởi động là các thanh đồng tiết diện dẹt chữ nhật.
Mỗi rãnh có hai dây quấn và được quấn sóng, hai nhanh của vòng dây được đặt
- 95 -
cách nhau 900. Hai đầu mối khung dây hàn vào hai phiến đồng cách nhau 900, sau
;
ủa rô to
ấn
.
các rãnh . 2 c ;
dây qu . 3
ồ đấu dây của Sơ rô to đ . .
H ình 3 .8
ến đồng ở cổ góp
các ph . i 1
khi quấn song mỗi phiến đồng cổ góp điện có hai cuộn dây hàn vào.
b. Stator
Hình .3.9. Cấu tạo của stator.
1-vỏ; 2. cuộn cảm; 3. khối cực.
- 96 -
Hình 3.10.a. Sơ cấu tạo của cuộn cảm.
1. đầu nối với dòng từ ắc quy; 2. nối với chổi than dương.
Các cuộn dây cảm điện có nhiệm vụ tạo từ trường chính cho các khối cực,
quấn bằng dây dẹt tiết diện lớn quanh các khối cực từ 4-10 vòng. Dây phải lớn vì
mỗi lần hoạt động đề ma rơ tiêu thụ trên 200 ampe. Các cuộn kề nhau được cuốn
ngược chiều để tuần tự tạo cực bắc nam khác tên.
Hình 3.10.b. Sơ đồ đấu dây của cuộn cảm
1. cuộn cảm; 2. vấu cực; 3. rôto; 4. chổi than
Vỏ có nhiệm vụ làm cầu nối liên lạc mạch từ giữa các khối cực. Các cuộn
cảm được đấu nối tiếp với rôto, cuộn đầu liên lạc với ốc cách điện nơi vỏ, cuộn
cuối nối với các chổi than dương.
c. Chổi than
Chổi than máy khởi động được làm bằng bột than và bột đồng hoặc thiếc,
đồng với graphit, được ép đúc thành khối dưới áp suất cao. Mỗi chổi than dính liền
với dây nối điện. Máy khởi động thường có 4 chổi than, 2 chổi than âm và hai chổi
than dương.
- 97 -
Hình.3.11. Cấu tạo của chôi than.
1. chổi than dương; 2. chổi than âm; 3. lò xo; 4. tấm cách điện
3.3.3.2. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của solenoid
Hình.3.12. Cấu tạo solenoid.
1. lõi thép; 2. lò xo hồi vị; 3. thân solenoid; 4. đĩa tiếp điện,
5-ốc tiếp điện; 6. phần đuôi.
Hình.3.13. Sơ đồ đấu dây solenoid.
- 98 -
Hai cuộn giữ và hút được quấn quanh lõi thép. Cuộn dây kéo lớn hơn cuộn dây
giữ, dòng điện chạy trong cuộn dây kéo khoảng 30-40 A còn dòng chạy trong cuộn
giữ khoảng 3-4 A.
Cuộn kéo được quấn nối tiếp giữa ắcquy và máy khởi động, cuộn giữ được nối
rẽ giữa ắcquy về mát. Đầu lõi thép có dính đĩa tiếp điện đối diện với hai cọc bắt dây
liên lạc ắcquy và máy khởi động, đầu kia của lõi thép từ được nối dài để điều khiển
cần gạt cài và tách khớp truyền động với vành răng bánh đà.
Khi ấn nút khởi động, điện ắcquy chạy qua cuộn giữ về mát trực tiếp, đồng
thời cũng chạy qua cuộn kéo về mát trong máy khởi động. Cả hai cuộn cùng tạo từ
trường mạnh để hút lõi thép qua phía phải áp đĩa tiếp điện vào hai cọc bắt dây, điện
ắcquy sẽ truyền qua đĩa tiếp điện cho máy khởi động quay. Khi đĩa tiếp điện đã áp
vào hai cọc bắt dây thì cuộn kéo bị nối tắt dòng điện không chạy qua nó nữa, lúc
này lực để giữ lõi thép từ chỉ do lực từ hoá của cuộn giữ. Khi buông nút bấm thì
cuộn giữ cũng mất từ trường không còn lực giữ lõi thép nữa nên lõi thép và đĩa tiếp
điện trở về vị trí cũ nhờ lực của lò xo, máy khởi động ngừng làm việc.
Công dụng của cuộn kéo là tạo lực từ trường đủ mạnh vào lúc đầu khi mà lõi
thép nằm cách xa mặt ống của lõi thép từ, cho nên muốn hút được lõi thép vào các
cuộn dây phải sinh ra một lực từ hoá rất lớn, lực này chủ yếu do cuộn kéo sinh ra
còn cuộn giữ chỉ phụ thêm thôi. Song khi lõi thép đã bị hút sâu vào trong (ứng với
vị trí ăn khớp an toàn và tiếp điểm đã đóng song) thì chỉ cần một lực từ hoá tương
đối nhỏ cũng đủ lõi thép nằm ở vị trí này, nên cuộn kéo trở lên bị thừa Vì vậy nó bị
nối tắt để giảm công suất tiêu tốn cho nó.
3.3.3.3. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của khớp ly hợp một chiều
Khớp truyền động gồm ống chủ động 1 được hàn từ 3 chi tiết lại, phía đầu nhỏ
của ống 1 có rãnh then hoa để ăn khớp với các then hoa trên trục của rôto, phía đầu
to của ống (theo mặt cắt AB ) được xẻ thành các rãnh không đều (bốn rãnh) và có
khoan lỗ từ phía mặt bên để lò xo và các cốc chụp lò xo 2, vành bị động 4 liền với
bánh răng của khớp truyền động và bên trong có lắp bạc đồng 8 để cho các bánh
răng có thể tựa lên trục của rôto và quay trơn trên trục. Ống chủ động và vành bị
động 4 rời nhau và được lắp hờ vào nhau nhờ bao thép mỏng 5.Đệm hai nửa 6 và 4
- 99 -
bi cùng cụm lò xo và cốc chụp lò xo 2. Các viên bi 3 nằm tự do trong các rãnh giữa
ống chủ động và vành bị động. Trên mặt ngoài của ống nhỏ phần chủ động có lắp lò
xo 9, khớp gài 10 gồm hải nửa và vòng hãm 11.
Hình 3.14. Khớp ly hợp một chiều.
1. bao ngoài; 2.bánh răng; 3. bi lăn; 4. vành chủ động.
5. lò xo trong vành chủ động; 6. lò xo; 7. bộ phận vành tỳ; 8. vành chặn.
Hình 3.15. Sơ đồ kết cấu của khớp truyên động.
1. ống chủ động hàn ghép; 2. lò xo và cốc chụp; 3. bi đũa;
4. vành bị động và bánh răng; 5. bao thép; 6. đệm hai nửa; 7, 8. bạc đồng.
9. lò xo đẩy; 10. khớp gài; 11.vòng hãm.
- 100 -
Với kết cấu như vậy nếu ta giữ chặt bánh răng và vành 4 lại rồi quay ống chủ
động theo chiều quay như trên hình vẽ (tức la ứng với lúc bánh răng của khớp đã
mắc với bánh đà và máy khởi động bắt đầu quay-lúc bắt đầu khởi động) thì viên bi
sẽ lăn trên mặt của ống 4 rồi bị kẹt vào chỗ nông hơn giữa 1 và 4, gắn cứng hai
phần chủ động và bị động lại với nhau. Muốn quay ống 1 nữa phải thắng lực cản
bánh răng và cả khớp truyền động lúc đó quay như một khối liền. Nếu ống chủ động
quay với một tốc độ nào đó, còn vành bị động quay với một tốc độ lớn hơn (ứng với
trường hợp khi máy đã nổ nhưng khớp truyền động chưa được tách khỏi răng của
bánh đà) thì các viên bi sẽ bị hất ra khỏi vị trí kẹt về phía lò xo và cốc chụp lò xo. Ở
đây các viên bi không thể bị kẹt nên chúng nằm tự do trong khoảng rãnh, đảm bảo
cho ống chủ động vẫn quay với tốc độ của mình và vành bị động quay với tốc độ
riêng, không phụ thuộc nhau.
3.3.4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống
Hình 3.16. Sơ đồ đấu dây hệ thống khởi động điện trên .
1. solenoid; 2. cuộn dây kéo; 3. cuộn dây giữ; 4. càng cua; 5. vành răng bánh đà.
6. ly hợp một chiều của khớp truyền động; 7. máy khởi động. 8. công tắc máy;
9. bình ắcquy chì-axít; 10. chốt quay; 11.lò xo hồi vị.
Khi bật khoá khởi động 8 về vị trí khởi động, dòng điện từ cực (+) ốc
đồng b khoá điện 8 a, tới đây dòng điện chia làm 2 nhánh. Nhánh thư nhất qua
- 101 -
cuộn giữ 3 ra mát về cực âm của ắcquy, nhánh thứ hai qua cuộn kéo 2 ốc đồng c
rôto của máy khởi động ra mát về âm của ắcquy. Dòng điện qua cuộn dây kéo và
cuộn giữ từ hoá lõi thép của solenoid rất mạnh, nên lõi thép bị hút sâu vào trong ống
thép. Trong khi chuyển động như vậy lõi thép nén lò xo 11 lại và kéo càng cua 4
xoay quanh chốt 10 đẩy khớp truyền động chạy trên trục máy khởi động về phía
bánh đà, đồng thời đẩy đĩa tiếp điện về phía các ốc đồng b và c. Khi bánh răng của
khớp truyền động ăn khớp với vành răng bánh đà đồng thời tiếp điểm chính (gồm
hai ốc đồng b, c và đĩa tiếp điện) cũng đóng lại. Lúc náy sẽ có dòng điện rất lớn
khoảng 200A chay (+) ắcquyb c về cuộn cảm và rôto của máy khởi động
mát. Dòng điện lớn chạy qua máy khởi động sẽ biến thành mômen cơ học lớn,
truyền qua khớp truyền động làm quay bánh đà làm cho trục khuỷu của động cơ
quay, tạo điều kiện cho động cơ nổ. Người tài xế vặn khoá về vị trí ban đầu dòng
điện trong cuộn giữ bị mất dưới tác dụng của lò xo hồi vị các cơ cấu trở về vị trí ban
đầu, kết thúc quá trình khởi động.
3.3.5. Quy trình tháo lắp, những hư hỏng biện pháp khắc phục và những chú ý
đối với hệ thống khởi động
3.3.5.1. Quy trình tháo lắp máy khởi động
a. Lắp ráp máy khởi động
Quá trình lắp ráp máy khởi động cần phải chú ý những nội dung sau:
- Khi bắt bulông bắt nắp máy khởi động, phải có vòng đệm vênh để tránh bị
nới lỏng khi bị xóc trên đường đi.
- Chổi than phải có di động lên xuống dễ dàng, không bị kẹt. Lúc lắp chổi than
phải dùng móc thép để móc lò xo, không dùng kìm để kẹp lò xo để tránh lò xo bị
biến dạng sẽ ảnh hưởng đến độ đàn hồi của nó.
- Đinh ốc bắt chụp phòng bụi của máy khởi động phải hướng ra ngoài, không
được nằm về phía thân động cơ vì như thế sẽ đè vào thân động cơ dễ bị hư hỏng và
khó khăn trong tháo lắp.
- Các bulông nối đều có vòng đệm, tốt nhất là dùng vòng đệm vênh. Mặt tiếp
xúc giữa vòng đệm và đai ốc phải rà phẳng và sạch để bảo đảm dẫn điện tốt.
- Vòng đệm bằng nhựa để cách điện trên cọc đấu dây lửa và cọc đấu dây công
- 102 -
tắc khởi động phải bảo đảm có độ tin cậy cao. Nếu thiếu hoặc hỏng thì có thể dùng
bìa cách điện để thay thế chứ không được dùng đệm cao su.
- Bạc đồng của trục máy khởi động chịu phụ tải va đập tương đối lớn, dễ mòn,
đặc biệt là khi dùng loại bạc bằng đồng thông thường (không phải đồng thanh
graphit), vì bôi trơn kém nên càng dễ bị mòn và lỏng. Để cải thiện điều kiện bôi
trơn, có trường hợp người ta tiện thêm một rãnh dầu sâu khoảng 1mm ở chính giữa
lỗ của bạc gần phía bánh răng. Trước khi lắp rôto dùng mỡ bôi vào bạc và rãnh.
Cũng có thể khoan một lỗ giữa bạc gần phía chổi than ở đầu trước của máy khởi
động và thường xuyên nhỏ một ít dầu cho bạc trong quá trình máy làm việc, nhưng
phải chú ý không được cho dầu nhiều quá vì như vậy dầu sẽ tràn ra làm bẩn cổ góp
điện.
- Cổ góp điện thường được rà lại bằng vải ráp mìn số 00 bằng cách cho rô to
quay theo chiều quay trên , để vải ráp đứng yên ôm đều cao cổ góp. Rà xong lật
ngược vải ráp dùng mặt vải để lau sạch. Các rãnh của cổ góp điện có thể làm sạch
bằng bàn chải lông, hoặc thổi bằng khí nén. Nghiêm cấm dùng lưỡi thép cạo rãnh vì
như vậy dễ tạo ra ba via và sau này sẽ phát sinh tia lửa trên cổ góp.
b. Tháo máy khởi động
Mở chụp che bụi, kéo lò xo chổi than lên và lấy chổi than ra. Tháo bulông kẹp
chặt giữa nắp với vỏ máy, lấy rôto ra. Tháo đai ốc của chốt dây truyền động, lấy
chốt và lò xo ra. Tháo bulông bắt cố định trục trung gian, lấy ổ trục trung gian và
vòng đệm ra, lấy thanh dây truyền động ra và đưa bánh răng truyền động xuống.
Tháo tấm đồng nối tiếp từ công tắc đến cọc đấu dây của cuộn dây kích thích. Tháo
bulông cố định công tắc và lấy công tắc ra.
3.3.5.2. Một số hư hỏng và biện pháp khắc phục
3.3.5.2.1. Những hư hỏng thường gặp
Nếu việc kiểm tra trên xe –tàu cho thấy mô tơ khởi động bị hỏng thì cần phải
tháo mô tơ khởi động ra khỏi và đại tu. Tuy nhiên trước tiên khi tháo rời mô tơ khởi
động, đầu tiên tiến hành xác định nguyên nhân hư hỏng bằng cách kiểm tra tính
năng sau :
a. Kiểm tra cuộn kéo.
- 103 -
b. Kiểm tra cuộn giữ.
c. Kiểm tra khả năng hồi vị của bánh răng động.
d. Kiểm tra không tải.
Hệ thống khởi động có sơ đồ điện càng phức tạp thì khả năng xảy ra các hư
hỏng càng nhiều. Hiện tượng hư hỏng ở máy khởi động thường biểu hiện ở các
dạng sau.
- Đóng mạch máy khởi động nhưng máy khởi động không quay: Hiện tượng
này chứng tỏ không có dòng điện chạy vào máy khởi động, vậy phải kiểm tra lại
phần nguồn rồi sau đó kiểm tra tới đường dây nối từ nguồn đến máy khởi động. Đầu
tiên bật công tắc đèn mui xe hoặc đèn ở bảng chiếu sáng đồng hồ đo. Nếu đèn
không sáng hoặc sáng yếu thì chứng tỏ ắcquy không đủ khả năng cấp điện cho việc
khởi động. Nếu ắcquy tốt thì chỉ cần tìm chỗ đứt mạch trong mạch điều khiển hoặc
ở mạch làm việc của máy. Xác định chỗ đứt ở mạch điều khiển bằng cách dùng
đoạn dây dẫn nối tắt các tiếp điểm thông mạch điện cho rơ le phụ, nếu máy khởi
động quay chứng tỏ rơ le phụ bị hỏng.
- Máy khởi động quay chậm, đèn bị giảm độ sáng rất rõ rệt so với trước lúc
khởi động: Nguyên nhân có thể là do ngắn mạch cuộn dây kích thích, chạm các
phần ứng và các cực do vít bắt chặt cực bị lỏng ra.
- Máy khởi động không quay, độ sáng của đèn giảm xuống đáng kế so tới
trước lúc khởi động: Như thế chứng tỏ máy khởi động có tiêu thụ dòng điện và điện
áp của nguồn ắcquy bị giảm. Do đó phải kiểm tra kĩ ắcquy xem mức dung dịch và
khả năng phóng điện thế nào, sự tiếp xúc trên các đầu cực có tốt không. Nếu về
phần nguồn bảo đảm thì khả năng máy khởi động đã bị ngắn mạch hoặc chạm mát
trong cuộn dây kích thích hoặc cuộn dây phần ứng.
- Máy khởi động quay nhưng không truyền lực đến trục khuỷu: Gặp hiện
tượng này chỉ cần kiểm tra bộ phận truyền động từ trục rôto máy khởi động tới trục
khuỷu.
- Máy khởi động quay nhưng có tiếng va đập: Hiện tượng này là do bánh răng
truyền động hoặc bánh răng trên trục khuỷu bị hỏng nên khớp truyền động có sự ăn
khớp không đều.
- 104 -
- Sau khi khởi động xong máy khởi động không được cắt khỏi mạch điện:
Nguyên nhân có thể là do các tiếp điểm của rơ le phụ bị cháy dính vào nhau.
3.3.5.2.2.Hao mòn, hư hỏng, kiểm tra và sửa chữa
Hình 3.17. Sơ đồ kiểm tra
a. Mô tơ không hoạt động khi khóa điện ở vị trí Start
Hư hỏng này có thể nằm trong các chi tiết của hệ thống điện liên quan đến cực
50 hay hư hỏng bên trong mô tơ. Tiến hành kiểm tra :
Đo điện áp ắc quy : Khi khóa điện ở vị trí Start, điện áp ắc quy phải lớn hơn
hoặc bằng 9,6 V. Nếu giá trị đo được thấp hơn 9,6V, nạp lại hay thay ắc quy. Cũng
kiểm tra sự biến màu hay sự ăn mòn cực ắc quy.
Đo điện áp giữa cực 50 của mô tơ và nối đất : Khi khóa điện ở vị trí Start, điện
áp phải bằng 8V hay cao hơn. Nếu điện áp nhỏ hơn 8V, kiểm tra các chi tiết trong
mạch điện giữa ắc quy và cực 50 và sửa chữa hay thay mọi chi tiết bị hỏng.
Trước khi tháo rời môtor khởi động, xác định sơ lược vị trí hư hỏng để công
việc có thể tiến hành thuận lợi.
b. Khi khóa điện ở vị trí Start, bánh răng chủ động lao ra ngoài cùng với tiếng
kêu “ Xịch”, nhưng mô tơ vẫn không quay hay tốc độ không tăng thêm
Hư hỏng trong trường hợp này rất có thể là do mô tơ máy khởi động, bản thân
động cơ hay hệ thống điện đến cực 50.
Kiểm tra sức cản quay của động cơ: Kiểm tra xem có cần mômen lớn khác
thường để quay động cơ bằng tay quay không.
- 105 -
Đo điện áp ắc quy : Khi khóa điện ở vị trí Start, điện áp ắc quy phải lớn hơn
hoặc bằng 9,6V. Nếu điện áp nhỏ hơn 9,6V, nạp lại hay thay ắc quy.
Đo điện áp giữa cực 30 của mô tơ máy khởi động và mát : Khi khóa điện ở vị
trí Start, điện áp phải lớn hơn hay bằng 8 V, nếu điện áp nhỏ hơn 8 V, kiểm tra cáp
máy khởi động giữa cực 30 và ắc quy đồng thời sửa chữa thay thế nếu cần.
Trước khi tháo rời mô tơ máy khởi động phải xác định vị trí hư hỏng để công
việc có thể tiến hành thuận lợi. ( Trong trường hợp hư hỏng bắt nguồn do tiếp xúc
của công tắc chính kém, điện trở qua mức giữa chổi than và cổ góp, trượt ly hợp
khởi động ..)
c. Bật khóa điện ở vị trí Start làm cho bánh răng chủ động lao ra rồi lại tụt
vào lặp lại nhiều lần liên tục
Hư hỏng này có thể do điện áp cực 50 không đủ hay hư hỏng ở bên trong
môtor khởi động .
Đo điện áp ắc quy : Khi khóa điện ở vị trí Start, điện áp phải lớn hơn hay bằng
9,6V. Nếu giá trị đo được nhỏ hơn 9,6V, nạp lại hay thay ắc quy. Cũgn kiểm tra sự
đổi màu hay ăn mòn của cực ắc quy.
Đo điện áp giữa cực 50 của mô tơ mây khởi động và mát : Khi khóa điện ở vị
trí Start, điện áp phải lớn hơn hay bằng 8V. Nếu điện áp nhỏ hơn 8V, kiểm tra từng
chi tiết trong dây dẫn giữa cực 50 và ắc quy, sửa chữa hay thay thế các chi tiết hỏng.
Trước khi tháo rời mô tơ máy khởi động, phải xác định vị trí hư hỏng để công
việc có thể tiến hành thuận lợi (Trong trường hợp hư hỏng bắt nguồn do cuộn giữ bị
hỏng, cuộn giữ nối đất không tốt...)
d. Mô tơ khởi động vẫn hoạt động mặc dù khóa điện đã xoay từ vị trí Start về
vị trí On
Hư hỏng có thể nằm ở khóa điện, rơ le khởi động hay ở trong mô tơ.
Kiểm tra khóa điện : Khi khóa điện xoay về vị trí ON, nó phải làm ngừng mô
tơ khởi động.
Kiểm tra rơle máy khởi động, nếu có: Kiểm tra bằng rơ le máy khởi động hoạt
động bình thường.
- 106 -
Trước khi tháo rời mô tơ khởi động, xác đinh sơ lược vị trí hư hỏng để tiến
hành công việc được thuận lợi. ( Trong trường hợp này, hư hỏng có thể do yếu hay
hỏng lò xo hồi vị, kẹt piston ...)
e. Xoay khóa điện về vị trí Start là cho bánh răng lao ra ngoài. Bánh răng
quay gây ra tiếng kêu ken két khác thường nhưng động cơ vẫn không quay
Hư hỏng này có thể do hỏng bánh răng chủ động hay vành răng. Nếu có hư
hỏng thay bánh răng hay vành răng.
f. Ngay sau khi động cơ không khởi động được, bật lại khóa điện về vị trí Start
nhưng động cơ không quay và bánh răng ăn khớp gây ra tiếng kêu ken két
khác thường ( chỉ áp dụng với mô tơ khởi động kiểu thông thường)
Hư hỏng này có thể nằm ở cơ cấu phanh phần ứng. Tiến hành kiểm tra không
tải mô tơ và xem liệu bánh răng chủ động có dừng ngay lập tức sau khi ngắt điện
hay không. Nếu nó không ngừng ngay lập tức, sửa cơ cấu phanh.
g. Kiểm tra điện áp cực 30
Kiểm tra điện áp cực 30 : Bật khóa điện đến vị trí Start và đo điện áp cực 30
và thân mô tơ
Tiêu chuẩn: 8V hay cao hơn.
Kiểm tra cáp khởi động và sửa chữa hay thay khi cần nếu điện áp đo được nhỏ
hơn 8 V.
h. Kiểm tra điện áp cực 50
Bật công tắc đến vị trí Start và đo điện áp giữa cực 50 và máy khởi động và
thân.
Tiêu chuẩn : 8V hay cao hơn. Nếu điện áp thấp hơn 8V, kiểm tra : Cầu chì,
khóa điện, công tắc khởi động trung gian, rơ le khởi động ly hợp, rơ le khởi động,
công tắc khởi động ly hợp... Tham khảo sơ đồ mạch điện, sửa hay thay thế các chi
tiết bị hỏng.
i. Kiểm tra rơle tự động ly hợp
Kiểm tra sự thông mạch của rơ le :
Dùng ôm kế, kiểm tra rằng có thông mạch giữa cực 1 và 3.
- 107 -
Kiểm tra rằng không có thông mạch giữa cực 2 và cực 4. Nếu thông mạch
không như quy định thay rơle.
Kiểm tra sự hoạt động của rơle :
Cấp điện ắc quy vào chân 1 và 3.
Kiểm tra rằng có sự thông mạch giữa cực 2 và 4. Nếu thông mạch không đúng
tiêu chuẩn, thay rơle.
j. Kiểm tra hệ thống khởi động ly hợp
Kiểm tra hệ thống khởi động ly hợp :
Kiểm tra rằng động cơ không khởi động trước khi nhả bàn đạp ly hợp.
Kiểm tra răng động cơ khởi động được khi đạp bàn đạp ly hợp hết cỡ.
Kiểm tra rằng khe hở nhiệt lớn hơn 1mm khi đạp hết bàn đạp ly hợp.
Nếu cần điều chỉnh hay thay công tắc khởi động ly hợp.
k. Kiểm tra và điều chỉnh công tắc khởi động ly hợp
Kiểm tra sự thông mạch của công tắc khởi động ly hợp
Kiểm tra rằng có sự thông mạch giữa các chân khi công tắc ON (bị ấn)
Kiểm tra rằng không có sự thông mạch giữa các chân khi công tắc OFF (tự do)
Điều chỉnh công tắc khởi động ly hợp
Đo hành trình bàn đạp và kiểm tra khe hở A của công tắc bằng cách sử dụng
bảng bên trái.
Nới rộng đai ốc điều chỉnh và điều chỉnh vị trí công tắc.
Kiểm tra lại động cơ không khởi động được khi nhả bàn đạp ly hợp.
Hình.3.18. Điều chỉnh công tắc khới động ly hợp
- 108 -
3.3.5.3. Đại tu
Trước khi tháo mô tơ khởi động, đầu tiên xác định sơ lược nguyên nhân của
hư hỏng nhờ kiểm tra tính năng để giảm thời gian đại tu.
Tiến hành mỗi bước kiểm tra càng nhanh càng tốt (trong khoảng 3- 5 giây)
nếu không cuộn dây trong mô tơ có thể bị cháy.
Hình 3.19. Các bộ phận cần kiểm tra của máy khởi động
1. kiểm tra cụm rôto máy, 2. kiểm tra cuộm cảm, 3. kiểm tra chổi than,
4. kiểm tra cụm ly hợp, 5. kiểm tra cụm công tắc từ.
a. Kiểm tra cụm rôto máy
Hình.3.20. Kiểm tra cụm rôto máy khởi động
Quy trình kiểm tra cụm rôto được liệt kê dưới đây:
- Kiểm tra bằng quan sát.
- Vệ sinh.
- 109 -
- Kiểm tra thông mạch/ cách điện của rôto.
- Kiểm tra độ đảo hướng kính của cổ góp.
- Kiểm tra đường kính ngoài của cổ góp.
Nếu từng giá trị nằm ngoài phạm vi tiêu chuẩn, thay thế cụm rôto.
(1). Kiểm tra bằng quan sát.
Hình.3.21. Kiểm tra bằng quan sát cụm rôto
Kiểm tra cuộn dây rôto và cổ góp xem có bẩn hay cháy không.
Cuộn dây stato và cổ góp tiếp xúc với chổi than bằng cách quay chính bản
thân nó và bật cho dòng điện chạy. Vì lý do đó, cổ góp của máy khởi động thường
bị bẩn và cháy. Bẩn và cháy sẻ cản trở dòng điện và ngăn không cho máy khởi động
làm việc đúng.
(2). Vệ sinh. Làm sạch cụm rôto bằng chổi và giẻ
(3). Kiểm tra thông mạch và cách điện của rôto.
Hình.3.22. Kiểm tra thông mạch và cách điện cụm rôto
1. cổ góp, 2. lỗi rôto, 3. cuộn dây rôto, 4. trục rôto
5. thông mạch, 6. không thông mạch.
- 110 -
Dùng đồng hồ đo điện, tiến hành những kiểm tra sau.
+ Cách điện giữa cổ góp và lối rôto.
Trạng thái giữa lỗi rôto và cuộn dây rôto là cách điện và cổ góp được nối với
cuộn dây rôto. Nếu chi tiết ở trạnh thái bình thường, trạng thái giữa cổ góp và lỗi
rôto là cách điện. Thông mạch giữa các thanh dẫn điện của cổ góp. Từng thanh dẫn
điện của cổ góp được thông qua cuộn dây rôto. Nếu các chi tiết bình thường, trạng
thái giữa các thanh dẫn điện là thông mạch
(4). Kiểm tra độ đảo hướng kính của cổ góp. Dùng đồng hồ so, kiểm tra độ đảo của
cổ góp
Hình.3.23. Kiểrm tra độ đảo hướng kính của cổ góp
Đo độ đảo của cổ góp lớn lên, tiếp xúc với chổi than sẽ bị giảm đi. Kết quả là
trục trặc, máy khởi động không quay có thể xảy ra.
(5). Kiểm tra đường kính ngoài của cổ góp.
Dùng thước kẹp, đo đường ngoài của cổ góp
Hình3.24. Kiểm tra đường kính ngoài của cổ góp.
- 111 -
Cổ góp mòn đi do tiếp xúc với chổi than. Nếu giá trị đo vượt quá giới hạn mòn
tiêu chuẩn, tiếp xúc với chổi than sẻ bị giảm đi, điều đó dẫn đến tuần hoàn dòng
điện kém. Kết quả là, rôto không quay hay trục trặc khác có thể sảy ra.
Hình3.25. Đo độ sâu của rãnh.
(6). Kiểm tra độ sau của rãnh. Dùng thước đo độ sâu của thước kẹp, đo độ sâu cảu
rãnh giữa các thanh dẫn điện.
b. Kiểm tra cuộn cảm.
(1). Kiểm tra cuộn cảm. Dùng đồng hồ đo điện, tiến hành những kiểm tra sau đây.
Thông mạch giữa các dáy dẫn chổi thanh (nhóm A) và dây dẫn.
Dây dẫn chổi than bao gồm 2 nhóm: một được nối với dây dẫn (nhóm A) và
nhóm kia được nối với stato (nhóm B).
Kiểm tra thông mạch trong dây dẫn và tất cả các dây chổi than. 2 dây dẫn
chổi than có thông mạch thuộc nhóm A và 2 dây dẫn không thông mạch thuộc
nhóm B
Kiểm tra thông mạch giữa dây dần chổi than và dây dẫn sẻ giúp xác định
xem có hở mạch trong cuộn cảm không.
Kiểm tra cách điện giữa dây chổi than và phần cảm sẻ giúp xác định xem
có ngắn mạch xảy ra trong cuộn cảm hay không.
b. Kiểm tra chổi than.
Lau sạch chổi than và đo chiều dài của nó bằng thước kẹp.
Đo chiều dài chổi than ở giữa chổi, do phần đó bị mòn nhiều nhất.
Đo chiều dài chổi than với đầu của thước kẹp do nó mòn theo cung tròn.
Hãy thay chổi than khi giá trị đo ở trên thấp hơn so với tiêu chuẩn
- 112 -
Hinh3.26. Kiểm tra chổi than.
Thay chổi than.
Hinh3.27. Cắt thay chổi than.
1. cắt, 2. dây dẫn chổi than, 3. phía phần cảm
- Cắt dây dẫn chổi than ở vị trí nối với phía phần cảm
Hình.3.28. Sửa lại hình dạng chổi than Hình.3.29. Lắp chổi than
1. vùng sữa lại 2. phía phần cảm 3. giũa. 1. chổi than, 2. đĩa
- Sửa lại hình dạng của bề mặt hàn của phần cảm bằng giũa hay giấp ráp.
- 113 -
- Lắp chổi than mới với đĩa vào phần cảm và tác dụng lực ép để gắn chúng
với nhau.
- Hàn chổi than mới vào vùng gắn. hàn sao cho thiết hàn không bàm vào
vùng khác.
d. Kiểm tra hoạt động của ly hợp máy khởi động.
Quay ly hợp máy khởi động bằng tay và kiểm tra xem khớp một chiều có ở trạng
thái hàm hay không.
Hình.3.30. Kiểm tra hoạt động lý hợp của máy khởi động.
1. tự do; 2. khóa.
Khớp một chiều truyền mômen chỉ theo chiều quay. Theo chiều ngược lại,
khớp quay không tải mà không truyền mômen.
Sau khi động cơ khởi động bằng chuyển động quay của máy khởi động,
động cơ sẻ quay máy khởi động. Do đó, khớp một chiều lmaf việc để tránh động cơ
không làm quay máy khởi động.
e. Kiểm tra cụm công tắc từ
(1). Kiểm tra hoạt động của công tắc từ.
- Ấn piston bằng ngón tay.
- Kiểm tra rằng piston trả nhẹ về vị trí ban đầu của nó sau khi nhả ngón tay ra.
Do công tắc nằm trong piston, nếu piston không trả nhẹ về vị trí ban đầu của
nó, tiếp xúc của công tắc sẻ trở nên không đủ, và có thể làm mất tác dụng bật tắc
của máy khởi động.
Hãy tháo cụm công tắc từ nếu hoạt động của piston không bình thường.
- 114 -
Hình.3.31. Kiểm tra cụm công tắc từ của máy khởi động
(2). Kiểm tra thông mạch của công tắc từ.
Hình.3.32. Kiểm tra thông mạch công tắc từ
1. cực 50; 2.cực 30; 3.cuộn kéo; 4. cuộn giữ
5. thân công tắc; 6. cực C ; 7. thông mạch
Kiểm tra những mục sau đây bằng đồng hồ đo điện.
a. Thông mạch giữa cực 50 và cực C (kiểm tra thông mạch trong cuộn kéo)
Cuộn kéo nối cực 50 và cực C. Nếu cuộn kéo bình thường, sẻ có thông
mạch giữa các cực.
Khi cuộn kéo bị hở mạch, piston không thể kéo vào được
b. Thông mạch giữa cực 50 và thân công tắc (kiểm tra thông mạch cuộn giữ).
Cuộn giữ nối cực 50 và thân công tắc. nếu cuộn kéo bình thường, sẻ có
thông mạch giữa cực và thân công tắc.
Cuộn kéo bị hở mạch, piston được kéo vào, nhưng nó không giữ được, nên
bánh răng chủ động sẽ liên tục nhảy ra và trở về
- 115 -
3.3.5.4. Những diễn biến xảy ra khi khởi động
Trước khi khởi động bao giờ người lái xe cũng phải dùng khóa điện để đóng
mạch điện của ắcquy để sẵn sàng phần nguồn đưa vào máy khởi động. Lúc này đèn
báo có điện sẽ bật sáng và ampe kế chỉ ở trị số bình thường. Khi thấy các tín hiệu
trên ổn định mới được bấm nút điện khởi động máy. Quá trình bấm nút khởi động
máy quan sát thấy:
- Nếu kim của ampe kế chỉ về phía phóng điện hết cỡ thì chứng tỏ có sự
chạm mát ở khu vực từ chỗ nút bấm đến công tắc điện từ hoặc trong cuộn dây công
tắc điện từ. Gặp trường hợp này trước hết cần tháo đầu dây nhỏ ở công tắc điện từ
ra rồi ấn nút bấm xem còn hiện tượng chạm mát nữa hay không. Nếu còn chạm mát
thì chỉ cần kiểm tra dây nối từ công tắc bấm đến đầu nguồn, phát hiện ra chỗ chạm
mát thì dùng băng cách điện hoặc vải nhựa bọc lại. Nếu cuộn dây điện từ bị chạm
mát thì tháo nắp nhựa ra xem có phải đầu dây chạm ra mát không. Đầu dây vẫn
cách điện tốt thì phải tháo cuộn dây ra để kiểm tra và sửa chữa.
- Nếu kim của ampe kế vẫn đứng nguyên ở vị trí ban đầu thì chứng tỏ có sự
đứt mạch trong khoảng từ chỗ khóa điện đến nút bấm khởi động hoặc từ nút bấm
đến cuộn dây công tắc điện từ. Gặp trường hợp này có thể đóng phanh cho gài vào
số 0 rồi dùng tuanơvít nối thông từ cọc đấu dây của cuộn dây công tắc điện từ đến
dây lửa của ắcquy. Nếu có lực hút thì chứng tỏ phần đấu dây trên không thông điện.
Lúc này có thể mở khóa điện ra, tháo nút bấm nối hai cọc đấu dây nhỏ. Nếu có dòng
điện thì chứng tỏ nút bấm bị hỏng, ngược lại sẽ là dây dẫn bị đứt.
- Nếu dùng tuanơvít nối như trên mà không có dòng điện thì chứng tỏ cuộn
dây công tác điện từ bị đứt. Tháo nắp nhựa ra xem đầu dây có bị đứt hoặc tuột ra
không, nếu vẫn bình thường thì phải tháo cuộn dây ra để đem đi sửa chữa.
- Máy khởi động quay nhưng trục khuỷu không quay đồng thời có nghe thấy
tiếng va đập nhẹ của sự ăn khớp giữa bánh răng truyền động, điều này chứng tỏ bộ
li hợp của máy khởi động bị trượt, cần tháo ra để điều chỉnh lại.
- Công tắc điện từ có hút nhưng máy khởi động không quay. Trường hợp này
phải nhanh chóng nhả nút bấm ra rồi phát hiện xem trong công tắc hoặc trong máy
khởi động có chỗ nào bốc khói hoặc phát nóng do chạm mát.
- 116 -
- Ở công tắc thường bị chạm mát là do vòng đệm cách điện của tấm đồng bị
hỏng. Còn trong máy khởi động bị chạm mát thì phải tháo máy khởi động ra để
kiểm tra và sữa chữa như phần trên đã trình bày. Đôi khi hiện tượng này còn rơi vào
nguyên nhân do tấm đồng dẫn điện không thông điện. Để kiểm tra có thề dùng
tuanơvít nối hai cọc đấu dây của công tắc, nếu trục khuỷu quay thì chắc chắn tấm
đồng dẫn điện bị hỏng, cần tháo ra để thay thế.
- Ampe kế chỉ cường độ phóng nhỏ hơn bình thường và bánh răng truyền
động không thể ăn khớp để truyền động tới trục khuỷu. Điều này chứng tỏ lực từ
yếu, máy khởi động quay với tốc độ thấp. Lúc này cần kiểm tra lại các đầu dây nối
của ắcquy hoặc ắcquy có ngăn nào đó hỏng.
- Máy khởi động chạy tốt nhưng không thể kéo được trục khuỷu mặc dù động
cơ không ở tình trạng lắp chặt, trường hợp này có thể do các nguyên nhân sau:
+ Do ốc điều chỉnh của công tắc khởi động điều chỉnh chưa tốt nên tấm đồng
dẫn điện tiếp xúc quá sớm, khi bánh răng truyền động của máy khởi động chưa ăn
khớp với bánh răng trục khuỷu thì rôto máy khởi động đã quay nhanh rồi, khi đó sẽ
có tiếng va nghiêm trọng. Lúc này phải nới ốc điều chỉnh về phía sau rối đóng công
tắc để điều chỉnh tiếp dần cho đến lúc đạt yêu cầu.
+ Răng của bánh răng trên trục khuỷu bị hỏng từng phần. Gặp trường hợp này
phải thay bánh răng mới, trường hợp chưa có điều kiện thay mà phần răng bị phá
hỏng chưa nghiêm trọng lấm thì có thề lật ngược vành răng cũ, dùng giũa làm sạch
ba via trên răng để dùng tạm.
+ Khớp nối (bộ tiếp hợp) bị trượt hoặc lò xo giảm xóc bị gãy. Khớp nối bị
trượt thường do con lăn bị mòn từng phần rồi dần dần sẽ trượt. Khi máy khởi động
quay không có tiếng va đập, bánh răng truyền lực chỉ trượt đi mà không kéo được
trục khuỷu. Lúc đó phải tháo máy khởi động ra, chỉ lắp riêng khớp nối lên trục rôto.
Một tay cầm rôto, tay kia quay bánh răng nếu quay theo chiều kim đồng hồ dễ dàng
nhưng quay ngược lại bị kẹt thì chứng tỏ khớp nối tốt, sau khi lau chùi có thể tiếp
tục sử dụng. Nếu quay theo chiều ngược cũng không thấy vướng mắc gì thì chứng
tỏ khớp nối bị hỏng cần phải thay thế. Điều kiện không có khớp nối thay thế thì có
thể tháo vỏ bánh răng lấy vành 4 mấu và con lăn ra.
- 117 -
CHƯƠNG 4
MÔ PHỎNG NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, QUY TRÌNH THÁO LẮP, KIỂM
TRA, ĐIỀU CHỈNH, SỬA CHỮA CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG
CƠ DIESEL, HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG ĐIỆN
4.1. Khái niệm mô phỏng
Mô phỏng là quá trình "bắt chước" một hiện tượng có thực với một tập các
công thức toán học. Một hoạt hình là sự mô phỏng một chuyển động bằng cách thể
hiện một tập các ảnh, hoặc các frames
4.2. Mục tiêu thiết kế mô phỏng
Mục tiêu: MÔ PHỎNG NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, QUY TRÌNH THÁO
LẮP, KIỂM TRA, ĐIỀU CHỈNH, SỬA CHỮA CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
ĐỘNG CƠ DIESEL, HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG ĐIỆN.
Khảo sát hệ thống
Chọn phần mềm
Tạo dữ liệu
Thực hiện mô phỏng
Kiểm tra
Hoàn thành
4.3. Phương pháp
Hình 4.1. Sơ đồ các bước thực hiện.
- 118 -
4.3.1. Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ diesel và hệ thống khởi động điện
Hiện nay có nhiều loại hệ thống nhiên liệu động cơ diesel và hệ thống khởi động
điện, mỗi loại đều có những tính năng riêng. Qua tìm hiểu tôi đã quyết định chọn:
Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel:
- Các hệ thống nhiên liệu( điều kiển cơ khí, cơ khí, dùng bơm ao áp đơn, bơm
cao áp cụm, bơm cao áp phân phối).
- Các bơm cao áp: đơn, cụm, phân phối
- Các Vòi phun nhiên liệu.
- Bộ điều tốc.
- Bơm thấp áp (bơm tiếp vận)
- Bầu lọc nhiên liệu.
- Cơ cấu tự động điều chỉnh góc phun sớm nhiên liệu.
Hệ thống khởi động điện truyền động cưỡng bức điều khiển gián tiếp:
- Đây là một hệ thống khởi động dễ khảo sát.
- Hệ thống này được dùng phổ biến trên ô tô.
- Nó có cấu tạo đơn giản do vậy có thể dễ dàng mô phỏng trên phần mềm.
4.3.2. Chọn phần mềm
4.3.2.1. Chọn phần mềm vẽ hình
Hiện nay có rất nhiều phần mềm để vẽ rất tốt cho các ngành kỹ thuật đặc biệt
là ngành cơ khí như Autocad, Solidworks … Qua một thời gian tiếp xúc với một số
chương trình này tôi đã quyết định chọn Autocad, Solidworks để vẽ vì:
- Đây là hai phần mềm rất dễ sử dụng.
- Vẽ rất nhanh.
- Hình ảnh rõ nét và rất đẹp.
- Sử dụng các lệnh bằng thanh công cụ vì vậy ta không phải nhớ nhiều lệnh.
- Vẽ được những chi tiết phức tạp bằng cách vẽ từng bộ phận một rồi lắp
ghép lại.
- Thay đổi được từng bộ trong bản vẽ lắp một cách dễ dàng bằng cách thay
đổi trong các bản chi tiết.
- 119 -
- Có thể làm chuyển động được ngay trên chương trình, khi làm chuyển động
các chi tiết có sự liên hệ với nhau.
- Hai phần mền này có tính chuyển đỏi cho nhau
4.3.2.2. Chọn phần mềm mô phỏng chuyển động
Phần mềm làm chuyển động: Solidworks, Gif Animation, Corel, Paintshop
Program... sau một thời gian học tập và tìm hiểu tôi đã chọn làm chuyển động trên
Solidworks, Macroflash
Solidworks
- Đây là một phần mềm có nhiều tính năng, phù hợp đẻ mô phỏng vật lý, cách
tháo lắp một cách tự động và có thể suất các mô phong này thành dạng ảnh .*bmp,
phim nén dạng .*avi .
- Tuy nhiên phần mền này cũng có hạn chế là không mô phỏng được nguyên
lý hoạt động của một só chi tiết phụ như lò xo…
Macroflash
- Đây là một phần mềm dễ sử dụng.
- Làm được những chuyển động phức tạp.
- Có thể điều khiển chuyển động của từng đối tượng riêng biệt.
- Hình ảnh đẹp và rõ nét.
- Có thể xuất thành các tập tin dạng *.swf khá nhẹ nên rất phù hợp việc dùng
trên internet.
4.3.3. Tạo dữ liệu
Tạo dữ liệu là bước quan trọng và mất nhiều thời gian nhất, để tạo dữ
liều trước khi làm chuyển động ta phải sử dụng tốt phần mềm vẽ.
- 120 -
Hình .4.2. Giao diện AutoCAD 2D với toàn bộ thanh công cụ chính
Hình 4.3. Giao diện AutoCAD 3D với toàn bộ thanh công cụ chính
- 121 -
Hình.4.5. Giao diện lắp ghép Solidworks 2005.
4.3.4. Thực hiện mô phỏng
Với dữ liệu đã tạo được từ phần mềm vẽ.
Hình.4.6. Màn hình khi khởi động Flash.
- 122 -
4.3.5. Kiểm tra và hoàn thành
Sau khi đã xuất thành các movie ta sẽ kiểm tra lai bằng cách click vào
các tập tin đã xuất để xem lại nếu qua trình tốt thì hoàn thành chương trình còn nếu
có vấn đề thì ta phải kiểm tra lại
4.4. Tổ chức của chương trình
Sơ đồ tổ chức của chương trình.
Nguyên lý làm việc của HTNL
Cấu tạo và nguyên lý làm việc BCA Cấu tạo và nguyên lý làm việc VP Cấu tạo và nguyên lý làm việc BĐT Cấu tạo và nguyên lý làm việc lọc NL
Cấu tạo Cấu tạo Tháo lắp Nguyên lý Tháo lắp Nguyên lý
Cấu tạo và nguyên lý Cơ cấu điều chỉnh góc phun sớm
Cấu tạo Cấu tạo Tháo lắp Nguyên lý Tháo lắp Nguyên lý
Cấu tạo Tháo lắp
Hinh.4.7. Sơ đồ tổ chức mô phỏng hệ thống nhiên liệu
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG
CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ QUY TRÌNH THÁO LẮP MÁY KHỞI ĐỘNG
CẤU TẠO
NGUYÊN LÝ LÀM VI ỆC
QUY TRÌNH THÁO LẮP MÁY KHỞI ĐỘNG
SOLENOID
STATO
RÔTO
KH Ớ P LY H ỢP M Ộ T CHI ỀU
CẤU TẠO
CẤU TẠO
NL LÀM VIỆC
NL LÀM VIỆC
QUY TRÌNH THÁO LẮP
QUY TRÌNH THÁO LẮP
CẤU TẠO
CẤU TẠO
QUY TRÌNH THÁO LẮP
QUY TRÌNH THÁO LẮP
- 123 -
Hình.4.8. Sơ đồ tổ chức mô phỏng hệ thống khởi động điện
4.4.1. Một số hình ảnh cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu,
khởi động
4.4.1.1 Hệ thống nhiên liệu
a. Xem nguyên lý làm việc
Hình.4.9. Nguyên lý làm việc hệ thống nhiên liệu.
- 124 -
b. Xem câu tạo
Hình.4.10. Cấu tạo bầu lọc tinh nhiên liệu.
4.4.1.2. Hệ thống khởi động
a. Xem cấu tạo
Hình.4.11. Cầu tạo hệ thống khởi động điện.
- 125 -
Ta có thể xem cấu tạo của từng bộ phận trong hệ thống khởi động bằng cách
click vào từng bộ phận trên màn hình. Khi đó các bộ phận đó sẽ chuyển sang màu
đỏ còn các bộ phận khác sẽ ẩn đi ta rất dễ quan sát.
b. Xem nguyên lý làm việc
Hình.4.12. Nguyên lý làm việc của hệ thống khởi động
- 126 -
CHƯƠNG 5
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN
Qua một thời gian tìm hiểu và mô phỏng chuyển động của hệ thống nhiên liệu,
hệ thống khởi động điện về cơ bản tôi đã hoàn thành nội dung đề tài của mình
nhằm mục đích phục vụ cho việc nghiên cứu của chính bản thân cũng như hoàn
thành khoá học tại trường Đại Học Nha Trang.
5.1. Kết luận
5.1.1. Ưu điểm của chương trình
- Chương trình mô tả hoạt động của các bộ phận, cơ cấu, hệ thống dưới dạng
hình ảnh động nên giúp cho việc học tập và tìm hiểu được dễ dàng hơn.
- Các hình ảnh được thể hiện một cách đẹp đẽ, sống động mang tính trực quan
cao cho quá trình học tập và nghiên cứu được thực hiện một cách dễ dàng.
- Ứng dụng tin học để thực hiện nên đáp ứng được nhu cầu của thực tế cao, sử
dụng nhanh chóng và thuận tiện.
- Thao tác sử dụng dễ dàng không cần người sử dụng phải thành thạo về tin
học, giao diện thuận tiện cho người sử dụng.
- Chương trình có thể sử dụng trên bất kỳ một chiếc máy tính nào khác mà
không phải cài đặt phần mềm sử dụng.
5.1.2. Hạn chế của chương trình
Do thời gian thực hiện đề tài ngắn và các thiết bị phục vụ cho việc vẽ 3D thiếu
nên một số kết cấu còn có nhiều tính bất hợp lý trong tháo lắp.
Do lần đầu tiếp xúc với tin học, kết hợp giữa kiến thức chuyên môn và kiến
thức về tin học, trình độ có hạn nên chương trình vẫn còn nhiều hạn chế:
- Chất lượng xuất thành các đoạn phim còn kém .
- Các bộ phận, cơ cấu, hệ thống trình bày chưa được kỹ và chính xác cao.
- Chương trình không mô phỏng được nhiều hệ thống mà chỉ mô phỏng được
một loại điển hình.
5.1.3. Hướng phát triển của chương trình
Chương trình có thể phát triển theo các hướng sau.
- 127 -
- Tìm ra được phương pháp thống nhất được kích cỡ ảnh giữa phần mềm vẽ
và phần mềm làm chuyển động để hình ảnh được rõ nét và đẹp hơn.
- Bổ sung thêm nhiều loại hệ thống khởi động khác
- Tạo một bài giảng bằng công nghệ thông tin để phục vụ cho việc giảng dạy
được hiệu quả cao hơn.
5.2. Đề xuất ý kiến
Qua thời gian nghiên cứu và tìm hiểu để thực hiện đề tài tốt nghiệp của mình,
tôi mong muốn góp một phần nhỏ vào sự phát triển của tin học vào trong công cuộc
đào tạo sinh viên của trường. Sinh viên các khoá sau có thể lấy đề tài này để tham
khảo cũng như tìm ra và khắc phục những khuyết điểm của đề tài.
-Trong điều kiện còn thiếu thốn về máy móc để cho sinh viên tháo lắp và xem
hoạt động thực tế, mong rằng nhà trường sẽ có thật nhiều đề tài về mô phỏng.
-Tổ chức các lớp tin học cho sinh viên từ rất sớm để sinh viên có thể tiếp xúc
với tin học từ rất sớm đáp ứng được sự phát triển của thời đại.
-Tăng cường nghiên cứu khoa học để tăng thêm sự sáng tạo cho sinh viên.
-Tạo điều kiện cho sinh viên tiếp xúc thực tế nhiều hơn.
