Bơm phun là gì và vai trò của nó trong hoạt động của động cơ
nội dung
Đại đa số các xe ô tô hiện đại đều được trang bị hệ thống phun xăng. Có những sửa đổi trong đó xăng được phun bằng vòi phun trong đường ống nạp. Cũng có những mô hình mà nhiên liệu được phun trực tiếp vào xi lanh động cơ.
Động cơ diesel hoạt động khác với động cơ xăng. Trong đó, động cơ diesel được đưa vào môi chất đã nén sẵn trong xi lanh. Để một phần nhiên liệu được phun ra mà không bị cản trở, cần có một cơ cấu như bơm nhiên liệu áp suất cao.
Xem xét các tính năng của một cơ chế như vậy, các sửa đổi của nó và các dấu hiệu của sự cố.
Bơm nhiên liệu cao áp là gì và nó dùng để làm gì?
Cơ chế này, được viết tắt là bơm nhiên liệu, là một phần của hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel, nhưng cũng có những mô hình cho đơn vị năng lượng xăng. Sự khác biệt duy nhất giữa bơm nhiên liệu của động cơ diesel là áp suất nó tạo ra cao hơn nhiều so với động cơ xăng. Lý do cho điều này là các tính năng cơ bản trong hoạt động của đơn vị. Trong các xi lanh của động cơ diesel, đầu tiên không khí được nén đến mức nó nóng lên đến nhiệt độ bốc cháy của nhiên liệu.
Khi piston đạt đến tâm điểm chết trên, vòi phun sẽ phun nhiên liệu và nó bốc cháy. Kim phun phải vượt qua áp suất rất lớn. Để hệ thống hoạt động tốt, máy bơm phải tạo ra nhiều đầu hơn trong các xi lanh.
Ngoài chức năng đã đề cập, máy bơm cũng phải cung cấp nhiên liệu theo từng phần, tùy thuộc vào chế độ hoạt động của bộ nguồn. Thông số này được xác định có tính đến chuyển động quay của trục khuỷu. Trong một chiếc xe hơi hiện đại, quá trình này được điều khiển bởi một bộ phận điều khiển điện tử.
Lịch sử phát triển và cải tiến
Thiết bị này lần đầu tiên được phát triển vào những năm 1930 bởi Robert Bosch. Trong xe du lịch, bơm phun bắt đầu được sử dụng tích cực vào nửa sau của cùng một thập kỷ.
Kể từ khi động cơ xăng đầu tiên được trang bị bộ chế hòa khí, chỉ có các động cơ diesel mới cần một cơ chế như vậy. Ngày nay, động cơ xăng có hệ thống phun xăng trực tiếp cũng có bơm loại này (bộ chế hòa khí vốn đã cực hiếm - chỉ có ở các xe đời cũ).
Mặc dù nguyên tắc hoạt động của máy bơm thực tế vẫn không thay đổi, nhưng bản thân cơ chế này đã trải qua nhiều lần nâng cấp và cải tiến. Lý do cho điều này là sự gia tăng các tiêu chuẩn môi trường và hiệu suất của động cơ đốt trong. Ban đầu, người ta sử dụng máy bơm phun cơ học, nhưng không kinh tế, dẫn đến thể tích phát thải các chất độc hại. Máy bơm điện tử hiện đại cho thấy hiệu quả tuyệt vời, cho phép vận tải phù hợp với khuôn khổ tiêu chuẩn môi trường và làm hài lòng những người lái xe có thu nhập khiêm tốn.
Thiết kế bơm cao áp
Có nhiều loại sửa đổi của bơm phun nhiên liệu cho động cơ xăng, cũng như động cơ diesel. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, các yếu tố chính của máy bơm cơ khí là:
- Một bộ lọc được lắp đặt ở đầu vào phía trước máy bơm;
- Một pít tông pít tông nằm trong một xi lanh - cái gọi là. cặp pít tông;
- Phần thân trong đó các hốc được tạo ra - thông qua chúng, nhiên liệu được cung cấp cho cặp pít tông;
- Trục có cam và ly hợp ly tâm. Phần tử này được kết nối với ròng rọc định thời bằng bộ truyền động đai;
- Pít tông đẩy ổ cặp;
- Lò xo đưa pít tông quay trở lại;
- Các van tăng áp;
- Bộ điều chỉnh các chế độ - gắn với bàn đạp ga;
- Van hồi lưu của bơm nhiên liệu (thông qua nó, nhiên liệu thừa được đưa vào hồi lưu);
- Bơm áp suất thấp (bơm nhiên liệu vào bơm).
Như đã đề cập, máy bơm cơ học đang dần được thay thế bằng các cải tiến điện tử do tính kinh tế và hiệu quả của chúng. Bản thân cơ chế này rất khó sửa chữa và điều chỉnh. Máy bơm điện tử có bộ phận điều khiển riêng cũng như một số van và cảm biến điện tử.
Hầu hết các máy bơm phun điện tử đều có hệ thống chẩn đoán riêng, nhờ đó thiết bị thích nghi với các trục trặc và lỗi gặp phải. Điều này cho phép thiết bị hoạt động bình thường ngay cả khi một trong các cảm biến bị lỗi. Hoàn toàn một máy bơm như vậy chỉ ngừng hoạt động trong trường hợp bộ vi xử lý bị hỏng.
Nguyên tắc hoạt động
Bơm nhiên liệu cao áp hoạt động theo nguyên lý của động cơ hai kỳ. Do trục cam quay nên dẫn động pittông. Nhiên liệu diesel đi vào không gian của pít tông phụ, sau đó đi vào dòng chính.
Chi tiết hơn về nguyên lý hoạt động của cặp pít tông được mô tả trong video:
Áp suất được tạo ra trong khoang, do đó van xả mở ra. Nhiên liệu diesel chảy qua đường nhiên liệu tới vòi phun và được phun ra nguyên tử hóa. Máy bơm chỉ cung cấp một phần nhiên liệu đến kim phun. Phần cặn được đưa trở lại bình nhiên liệu qua van xả. Để ngăn nhiên liệu quay trở lại hệ thống khi bộ tăng áp được mở, một van một chiều được lắp trong đó.
Mômen phun được xác định bởi ly hợp ly tâm. Bộ điều chỉnh chế độ (hoặc bộ điều chỉnh tất cả các chế độ) xác định số lượng của lô sẽ được phân phối. Yếu tố này gắn liền với bàn đạp ga. Khi người lái xe nhấn nó, bộ điều chỉnh sẽ tăng khối lượng phần và khi nhả ra, số lượng giảm.
Trong các mô hình điện tử, tất cả các quá trình được điều khiển bởi một bộ phận điều khiển. Điện tử phân phối thời điểm cung cấp nhiên liệu, số lượng của nó từ tài khoản của động lực học của ô tô. Các hệ thống nhiên liệu này có ít bộ phận hơn, giúp tăng độ ổn định và độ tin cậy của cơ chế.
Bơm phun điện tử có thể chia phần thành hai phần, do đó cung cấp quá trình đốt cháy hiệu quả hơn và hành trình mượt mà hơn của nhóm piston. Do đó, ít thải độc hơn và tăng hiệu suất động cơ. Để đảm bảo phun hai pha, bộ phận điều khiển máy bơm ghi lại:
- Nhấn bàn đạp ga;
- Định thời gian quay trục cam;
- Nhiệt độ trong hệ thống làm mát động cơ;
- Tốc độ của chính ô tô;
- Áp suất do bộ tăng áp tạo ra;
- Công việc của kim phun;
- Phích cắm phát sáng.
Các loại bơm phun
Hệ thống nhiên liệu có ba loại:
- Thuốc tiêm. Đây là lần sửa đổi đầu tiên. Đại diện ban đầu là một bộ chế hòa khí. Trong khoang của nó, hỗn hợp nhiên liệu-không khí đã được chuẩn bị và đưa vào ống nạp. Một thời gian sau, những hệ thống như vậy, thay vì bộ chế hòa khí, nhận được một vòi phun để bơm nhiên liệu vào đường ống nạp, nơi nó được trộn với không khí;
- Tiêm đa điểm. Đây đã là một loại hệ thống phun. Một kim phun riêng được lắp cho mỗi xi lanh trên đường ống nạp. Việc phun cũng được thực hiện vào đường ống nạp, chỉ càng gần van nạp càng tốt;
- Phun trực tiếp. Như tên cho thấy, nhiên liệu được phun trực tiếp vào xi lanh khi không khí trong đó đã được nén bởi piston.
Tổng cộng, có ba loại cơ chế như vậy có thể được sử dụng trong các loại hệ thống nhiên liệu sau:
- Nội tuyến;
- Phân phối;
- Thân cây.
Bơm phun trong dòng
Máy bơm phun trong dòng bao gồm một số máy bơm được bao bọc trong một vỏ. Mỗi người trong số họ phục vụ một vòi phun riêng biệt. Sửa đổi này đã được sử dụng trong các động cơ diesel cũ hơn. Hoạt động của toàn bộ cơ cấu phụ thuộc chặt chẽ vào bộ truyền động thời gian.
Việc sửa đổi nội dòng đã được sử dụng trong một thời gian khá dài. Ngay cả một số xe hơi hiện đại (xe tải) cũng được trang bị máy bơm như vậy. Lý do là độ tin cậy cao và sự khiêm tốn đối với chất lượng động cơ diesel.
Hệ thống hàng hoạt động như sau. Cặp pít tông được dẫn động nhờ chuyển động quay của trục khuỷu. Một vòng quay của trục cam bơm tương ứng với hai vòng quay của trục khuỷu động cơ.
Cơ cấu pít tông thông qua van cắt nhiên liệu của bơm cao áp tách một phần nhiên liệu ra khỏi đường chung và nén nó trong phần có áp của hệ thống. Thể tích phần được điều chỉnh bởi một thanh răng kết nối với bàn đạp ga. Trong ô tô có ECU, nó được điều khiển bởi bộ truyền động servo phản ứng với các tín hiệu từ bộ điều khiển.
Thời điểm phun được xác định bởi tốc độ trục khuỷu. Cơ cấu này có hai nửa khớp nối, được ngăn cách bằng lò xo. Khi tốc độ động cơ tăng, các lò xo bị nén, do đó trục bơm quay nhẹ dẫn đến thay đổi góc phun.
Bơm phun kiểu phân phối
Không giống như lần sửa đổi trước, mô hình này nhỏ hơn. Nó cũng có hiệu suất ổn định. Có một số sửa đổi của máy bơm phân phối. Có loại pít tông và loại quay. Chúng cũng khác nhau về kiểu truyền động - vị trí bên trong, phần cuối hoặc bên ngoài của cam.
Một ổ cam ngoài không ổn định và đáng tin cậy. Vì vậy, nếu có thể, tốt hơn hết là nên tập trung vào hai loại còn lại.
Các máy bơm như vậy bị mòn nhanh hơn, vì một cơ cấu pit tông trong chúng phục vụ tất cả các vòi phun của nhóm. Về vấn đề này, các đối tác trong dòng có lợi thế. Do kích thước nhỏ, bơm phun phân phối được lắp đặt trong hệ thống nhiên liệu của ô tô và xe tải nhỏ.
Bơm phun chính
Không giống như hai sửa đổi trước, máy bơm chính tạo ra một áp suất trong một đường duy nhất - cái gọi là đường ray nhiên liệu. Nó hoạt động như một bộ tích lũy trong đó áp suất nhiên liệu không đổi được duy trì.
Do số lượng cơ chế phân phối ít hơn, sửa đổi này đã được coi là đáng tin cậy nhất. Việc sửa chữa máy bơm phun kiểu chính không đặc biệt khó. Thể tích liều được kiểm soát bởi van định lượng điện từ. Máy bơm như vậy được lắp đặt trong hệ thống đường sắt nhiên liệu Common Rail.
Có bơm phun nhiên liệu trên động cơ xăng không?
Mặc dù ứng dụng chính của bơm phun nhiên liệu là trong động cơ diesel, nhiều động cơ xăng hiện đại cũng hoạt động bằng cách cung cấp nhiên liệu dưới áp suất cao. Các cơ cấu này được sử dụng trong động cơ đốt trong phun trực tiếp.
Động cơ xăng GDI yêu cầu lắp đặt các máy bơm như vậy. Thực chất, hệ thống này là một phiên bản hybrid kết hợp thiết kế của động cơ xăng với nguyên lý hoạt động của động cơ diesel. Điểm khác biệt duy nhất là sự đánh lửa không phải do nhiệt độ của khí nén mà do bugi đánh lửa. Trong các động cơ như vậy, một sửa đổi trong dòng được sử dụng.
Trục trặc chính
Mặc dù các bơm phun khác nhau về thiết kế của chúng, nhưng có một số quy tắc quan trọng mà chủ sở hữu xe hơi phải tuân theo để bơm hoạt động đúng thời gian quy định:
- Hầu hết các máy bơm đều khác thường về chất lượng nhiên liệu, do đó, cần phải tuân thủ các yêu cầu do nhà sản xuất đặt ra cho một máy bơm cụ thể;
- Do sự phức tạp của thiết kế và tải trọng đặt lên các cơ cấu, máy bơm cao áp cần được bảo dưỡng thường xuyên;
- Tất cả các bộ phận quay và cọ xát phải được bôi trơn tốt, do đó bắt buộc phải tuân theo các khuyến nghị của nhà sản xuất về việc lựa chọn chất bôi trơn.
Nếu bạn không tuân theo các quy tắc này, thiết bị sẽ nhanh hơn không sử dụng được, và phải thay thế hoặc sửa chữa tốn kém.
Các yếu tố sau cho thấy máy bơm phun bị trục trặc (với các hệ thống khác có thể bảo dưỡng được, các sự cố có thể có biểu hiện tương tự):
- Khói đen trong khí thải và kết quả là lượng khí thải độc hại ra môi trường nhiều hơn;
- Tăng mức tiêu hao nhiên liệu (do rò rỉ nhiên liệu);
- Giảm sức mạnh ICE;
- Nghe thấy tiếng ồn từ máy bơm trong khi động cơ hoạt động;
- Khó khởi động động cơ;
- Đai thời gian thường bị tuột ra;
- Tốc độ động cơ không ổn định.
Trục trặc phổ biến nhất trong các yếu tố như vậy của hệ thống nhiên liệu là hỏng cặp pít tông. Điều này thường là do nhiên liệu kém chất lượng - mảng bám tích tụ trên bề mặt, cản trở chuyển động của các bộ phận. Ngoài ra, nguyên nhân gây ra sự cố của cơ chế là do nước, thường ngưng tụ trong bình xăng. Vì lý do này, không nên để xe bị cạn bình qua đêm.
Sửa chữa máy bơm cao áp
Nếu việc sửa chữa một chiếc bơm xăng thông thường không khó - chỉ cần mua một bộ dụng cụ sửa chữa và thay thế những bộ phận bị hao mòn là đủ, thì việc sửa chữa và điều chỉnh bơm xăng là một thủ tục rất phức tạp. Thậm chí không thể xác định được nguyên nhân của sự cố là gì nếu không có thiết bị bổ sung. Tự chẩn đoán của các thiết bị điều khiển hiện đại thường không giúp ích gì.
Các triệu chứng của sự cố bơm nhiên liệu thường xảy ra giống với trục trặc trong cơ cấu phân phối khí hoặc trong hệ thống xả. Vì những lý do này, việc tự sửa chữa máy bơm không được khuyến khích. Để làm được điều này, tốt hơn hết bạn nên tìm kiếm sự trợ giúp từ trung tâm dịch vụ chuyên biệt.
Ngoài ra, hãy xem video về loại bỏ lỗi và sửa chữa bơm nhiên liệu cao áp:
Câu hỏi và trả lời:
Có những loại bơm phun nào? Dòng trong dòng cấp nhiên liệu cho các xi lanh bằng các pit tông khác nhau. Thân cây - tới pin hoặc đoạn đường nối. Phân phối - một pít tông cho tất cả các xi lanh ở cùng một mức độ.
Làm thế nào để một máy bơm phun dầu diesel hoạt động? Nó dựa trên nguyên tắc của pít tông. Máy bơm có một bình chứa phía trên cặp pít tông, trong đó nhiên liệu được bơm và giữ dưới áp suất.
Bơm phun nhiên liệu diesel dùng để làm gì? Nhiên liệu điêzen phải đi vào các xi lanh với áp suất cao hơn tỷ số nén nhiều lần. Chỉ có một cặp pít tông mới có khả năng tạo ra áp suất này.
