Cấu tạo nguyên lý bộ điều tốc cơ học bơm VE động cơ Diesel

 Cần thiết phải kiểm soát lượng phun nhiên liệu phù hợp với lực ép xuống bàn đạp ga và tải trọng của động cơ, bởi vì công suất động cơ điêzen do lượng nhiên liệu nạp điềukhiển. Do vị trí vành tràn quyết định lượng phun nhiên liệu nên bộ điều tốc phải điểu chỉnh vị trí vành tràn để động cơ có thể chạy ổn định.

1. Điều khiển theo mức nhấn bàn đạp ga

Đạpnhấn xuống:

Lượng nhiên liệu nạp tăng (tốc độ động cơ tăng) 

Nhả bàn đạp ra:

Lượng nhiên liệu nạp giảm (tốc độ động cơ giảm)

2. Kiểm soát khi vị trí bàn đạp ga không thay đổi nhưng trọng tải của động cơ thay đổi

Trọng tải tăng:

Lượng nhiên liệu nạp tăng.

Trọng tải giảm:

Lượng nhiên liệu nạp giảm.

Bộ điều tốc còn đóng các vai trò:Ngăn động cơ không chạy quá tốc bằng việc kiểm soát tốc độ tối đa của động cơ và giữ cho động cơ chạy ổn định ở tốc độ thấp.

Cấu tạo và chức năng

Đối với bộ điều tốc kiểu cơ học, các quả văng quay cùng với trục dẫn động của bơm phun nhiên liệu; chúng bung rộng ra nhờ lực li tâm, tuỳ theo sự tăng tốc độ quay của trục.

Chuyển động này được truyền đến vành tràn (thông qua ống nối và cần điều khiển của bộ điều tốc) để điều chỉnh lượng phun nhiên liệu.  

Có hai loại bộ điều tốc: 

 Bộ điều tốc kiểu mọi tốc độ

 Bộ điều tốc kiểu tốc độ M – M (Tối thiểu - Tối đa)

Bộ điều tốc kiểu mọi tốc độ

 Bộ điều tốc kiểu mọi tốc độ kiểm soát lượng nhiên liệu nạp trong toàn bộ dải tốc độ của động cơ. Bộ điều tốc dịch chuyển vành tràn làm thay đổi hành trình hữu ích và điều chỉnh lượng phun.

1. Khởi động

Khi nhấn bàn đạp ga xuống và cần điều chỉnh được gạt theo hướng toàn tải tại thời điểm khởi động, lò xo điều khiển kéo cần căng cho đến khi tiếp xúc với vấu chặn.

Do tốc độ bơm tại thời điểm khởi động còn thấp và lực li tâm của quả văng rất nhỏ, thậm chí lò xo khởi động (lò xo đĩa) với sức căng nhỏ cũng có thể đẩy cần điều khiển tì vào ống trượt của bộ điều tốc, làm cho quả văng cụp lại hoàn toàn.

Lúc này, cần điều khiển quay ngược chiều kim đồng hồ quanh điểm tựa A và dịch chuyển vành tràn tới vị trí khởi động (lượng phun tối đa) để cung lượng nhiên liệu cần thiết trong khởi động.

2. Chạy không tải

Sau khi khởi động động cơ và nhả bàn đạp ga, cần điều chỉnh quay về vị trí không tải.

Do sức căng của lò xo điều khiển tại thời điểm này là 0, quả văng có thể bung rộng ra ngoài kể cả khi tốc độ chậm. ống trượt bộ điều tốc nén lò xo không tải lại.

Lúc này, cần điều khiển quay cùng chiều kim đồng hồ quanh điểm tựa A và dịch chuyển vành tràn tới vị trí không tải.

Bằng cách đó, có thể đạt được tốc độ không tải ổn định khi lực ly tâm của các quả văng và sức căng của lò xo không tải cân bằng.

3. Đầy tải (Đạp bàn đạp ga xuống hoàn toàn)

Khi bàn đạp ga được nhấn xuống hoàn toàn, cần điều chỉnh dịch chuyển theo vị trí toàn tải và cần căng sẽ tiếp xúc với vấu chặn, giống như khi khởi động.

Trong trường hợp này, lò xo điều khiển có sức căng cao và lò xo giảm chấn bị ép lại hoàn toàn và không hoạt động.

Khác với khi khởi động, lúc này lực ly tâm của quả văng có tác động mạnh. ống trượt của bộ điều tốc đẩy cần điều khiển sang phải. Sau đó cần điều khiển quay theo chiều kim đồng hồ quanh điểm tựa A cho đến khi điểm tựa B tiếp xúc với cần căng, từ đó dịch chuyển vành tràn tới vị trí toàn tải.

Kết quả lượng nhiên liệu nạp sẽ giảm so với trong khi khởi động.

4. Tốc độ tối đa (Đạp bàn đạp ga xuống hoàn toàn)

Khi tốc độ động cơ cao hơn mức quy định, lực ly tâm của quả văng trở nên lớn hơn, làm cho lực ép của ống trượt bộ điều tốc lớn hơn sức cản trong lò xo điều khiển. Khi đó cần điều khiển và cần căng cùng dịch chuyển, quay theo chiều kim đồng hồ quanh điểm tựa A để dịch chuyển vành tràn theo hướng giảm lượng phun nhiên liệu. Nhờ khống chế được tốc độ tối đa nên động cơ không bị chạy quá tốc cho phép. 

5. Tải cục bộ (Tốc độ trung bình) (Đạp bàn đạp ga xuống mộtnửa)

Khi cần điều chỉnh ở vị trí trung gian giữa đầy tải và không tải, lò xo điều khiển có lực căng yếu, cho phép vành tràn dịch chuyển theo hướng giảm lượng phun ở tốc độ thấp hơn trong khi kiểm soát tốc độ tối đa. Kết quả là tốc độ động cơ được kiểm soát phù hợp với mức độ nhấn bàn đạp ga.

Đặc điểm của lượng phun nhiên liệu trong trường hợp này cũng giống như trường hợp đầy tải, khi tốc độ của động cơ còn thấp (trước khi vành tràn dịch chuyển theo hướng để giảm lượng phun). Khi tốc độ tăng, lượng phun sẽ giảm để kiểm soát tốc độ.

Bộ điều tốc kiểu tốc độ M-M (Tối đa- Tốithiểu)

 Bộ điều tốc kiểu tốc độ M-M kiểm soát lượng phun theo tốc độ động cơ ở tốc độ tối đa và tối thiểu. ở các dải tốc độ khác, lượng nhiên liệu nạp theo mức độ nhấn bàn đạp ga.

(Trừ lò xo điều khiển, về cơ bản cơ cấu của bộ điều tốc kiểu mọi tốc độ và bộ điều tốc kiểu tốc độ M-M là giống nhau)

Các vít điều chỉnh

Bơm phun nhiên liệu có các vít điều chỉnh sau: 

1. Vít điều chỉnh tốc độ tối đa:

Kiểm soát tốc độ tối đa của động cơ.

2. Vít điều chỉnh tốc độ không tải:

Điều chỉnh tốc độ của động cơ khi chạy không tải.

3. Vít điều chỉnh toàn tải:

Điều chỉnh lượng nhiên liệu nạp.

GỢIÝ:

Khi vít điều chỉnh tốc độ tối đa và vít điều chỉnh toàn tải được điều chỉnh ở vị trí thích hợp và được niêm phong, thông thường chúng không được điều chỉnh nữa. Tuy nhiên, nếu do thay đổi theo thời gian, cần thiết phải điều chỉnh, bỏ niêm phong và tiến hành điều chỉnh. Sau khi điều chỉnh, vít điều chỉnh tốc độ tối đa và vít điều chỉnh toàn tải phải được niêm phong lại.

LST (Bộ điều chỉnh thời điểm phun theotải)

 LST thay đổi thời điểm phun nhiên liệu theo tải của động cơ và tạo thời điểm phun sớm.

Nhiên liệu được thoát ra qua cửa thoát trên ống trượt của bộ điều tốc, qua đường dẫn trong trục của bộ điều tốc, đi vào bơm cung cấp liệu. Do đó áp suất trong bơm này được giảm xuống để làm cho thời điểm phun chậm lại.

Khi tải trong động cơ tăng (lượng phun nhiên liệu tăng), quả văng vẫn còn cụp lại. áp suất trong thân bơm không được hạ thấp nữa vì cửa thoát trên ống trượt của bộ điều tốc không còn khớp với đường dẫn trong trục của bộ điều tốc.

Ngược lại, khi trọng tải của động cơ giảm (lượng phun giảm), quả văng lại bung ra. Cửa thoát trên trên ống trượt bộ điều tốc và đường dẫn trong trục bộ điều tốc thẳng hàng, làm áp suất trong bơm giảm và thời điểm phun chậm lại. 

Hoạt động

TCV (Van điều khiển thời điểm)

 TCV làm cho LST không hoạt động nếu xe hoạt động với động cơ nguội (nhiệt độ nước làm mát dưới 600C) hoặc ở độ cao cao (áp suất khí quyển dưới 93 kPa (700mmHg)). Mục đích của việc lắp TCV là để ngăn sự bỏ máy. Trong những điều kiện đễ xảy ra bỏ máy sớm (động cơ nguội hoặc độ cao lớn) thì việc điều chỉnh để có thời điểm phun sớm lên có thể ngăn ngừa được hiện tượng bỏ máy. Do đó cũng ngăn được khói trắng. 

ECU động cơ sẽ xác định các tình trạng của động cơ trên cơ sở các tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước và cảm biến áp suất khí quyển. Sau đó, ECU phát ra các tín hiệu để TCV đóng đường nhiên liệu của LST, làm cho LST không hoạt động.

 TCV làm việc

Trước khi động cơ được hâm nóng lên (nhiệt độ làm mát dưới60°C (140°F)) hoặc khi xe chạy ở độ cao cao (áp suất khí quyển dưới 93 kPa (700 mmHg)), ECU phát ra tín hiệu để TCV làm việc và đóng đường nhiên liệu. Vì thế, ngay cả khi nhả bàn đạp ga ra và tải trọng của động cơ giảm xuống thì LST vẫn không hoạt động và không làm trễ thời gian phun nhiên liệu.

ACSD(Thiết bị khởi động lạnh, điều khiển tự động)

1. Mô tả

ACSD sử dụng các đặc tính co dãn của sáp chịu nhiệt và sức căng của lò xo để làm cho thời điểm phun tự động diễn ra sớm theo nhiệt độ của nước làm mát, để chạy hâm nóng động cơ (chạy không tải tốc độ cao). Điều này tăng tính dễ khởi động ở nhiệt độ thấp và tính ổn định của chạy không tải.

ACSD(Thiết bị khởi động lạnh, điều khiển tự động)

2. Hoạt động

(1) Động cơ lạnh

Sáp chịu nhiệt co và kéo pít tông.

Cần A quay theo chiều kimđồng hồ bằng sức căng của lò xo.

Điều này làm cho cần B đầy cần điều chỉnh hướng tới vị trí bù không không tải, làm tăng tốc độ chạy không tải. Đồng thời, vòng lăn quay làm sớm thời phun nhiên. 

(2) Động cơ nóng

Khi nhiệt độ của nước làm mát tăng, sáp chịu nhiệt dãn ra và đẩy pít tông ra ngoài. Cần A làm pít tông quay ngược chiều kim đồng hồ, giảm dần góc phun sớm và giảm tốc độ chạy không tải.

Khi nhiệt độ nước làm mát đạt khoảng50°C (120°F), thì thời điểm phun và tốc độ không tải lại trở về bình thường.

GỢI Ý:

Giữa động cơ có ACSD và động cơ không có ACSD có phương pháp điều chỉnh khác nhau.

Thiết bị bù độ cao(HAC)

1. Mô tả

Ởđộ cao cao, tỷ trọng không khí giảm theo mức giảm áp suất khí quyển. Vì vậy nếu nhiên liệu phun ở cùng các điều kiện như ở độ cao thấp, hỗn hợp nhiên liệu trở nên quá giàu, làm động cơ xả khói đen. Do đó HAC tự động giảm lượng phun nhiên liệu tối đa theo độ cao hiện tại của xe.

2. Cấu tạo

HAC lắp trên bộ điều khiển bơm bao gồm ống xếp chân không, cần đẩy, chốt nối và tay điều khiển.

3. Hoạt động

(1) Độ cao thấp

Khi ống xếp co lại khi áp suất khí quyển cao, lò xo kéo cần đẩy lên. Vành tràn ở vị trí bình thường.

(2) Độ cao cao

Khi áp suất khi quyển thấp, ống xếp dãn ra đẩy cần đẩy xuống. Chuyển động này được truyền qua chốt nối, tay điều khiển và cần căng, làm cho vành tràn chuyển dịch sang trái. Bằng cách này, lượng phun nhiên liệu tối đa giảm xuống.

Thiết bị bù tua bin tăng áp

1. Mô tả

Khi tua bin làm tăng lượng không khí nạp (áp suất tăng), Thiết bị bù này sẽ tăng lượng nhiên liệu nạp tối đa theo lượng không khi nạp tăng để duy trì điều kiện đốt cháy tối ưu và tăng công suất động cơ tại mọi thời điểm.

Thiết bị bù tua bin tăng áp

2. Cấu tạo

Thiết bị bù tăng áp được lắp trên bộ điều khiển bơm phun. Màng chắn và cần đẩy dịch chuyển lên hoặc xuống theo áp suất nạp khí. Cần đẩy có dạng côn, nhờ nó mà có thể quay tay điều khiển. Khoảng dịch chuyển này trở thành khoảng cách dịch chuyển của cần căng và vành tràn (lượngphun

3. Hoạt động

(1) Khi áp suất nạp khí thấp:

Lò xo đẩy màng chắn lên. Lượng phun không tăng do chốt nối tiếp xúc phần đuôi côn của cần đẩy.

(2) Khi áp suất nạp khí cao:

 

Áp suất nạp khí đẩy màng chắn để dịch chuyển cần đẩy xuống. Lò xo điều khiển kéo cần căng. Do đó, chốt nối dịch chuyển sang phải hướng tới phần côn của cần đẩy và tay điều khiển cũng quay ngược chiều kim đồng hồ. Cần căng và cần điều khiển quay ngược chiều kim đồng hồ quay điểm tựa A và dịch chuyển vành tràn để tăng lương phun nhiên liệu tối đa. 

(2) Khi áp suất nạp khí cao:

Áp suất nạp khí đẩy màng chắn để dịch chuyển cần đẩy xuống. Lò xo điều khiển kéo cần căng. Do đó, chốt nối dịch chuyển sang phải hướng tới phần côn của cần đẩy và tay điều khiển cũng quay ngược chiều kim đồng hồ. Cần căng và cần điều khiển quay ngược chiều kim đồng hồ quay điểm tựa A và dịch chuyển vành tràn để tăng lương phun nhiên liệu tối đa.

(3) Khi áp suất nạp khí quá cao:

Thông thường áp suất nạp khí được kiểm soát tại khu vực "C" và"D". Nếu áp suất nạp khí tăng lên trên điểm chặn trên biểu đồ, phần côn "B" của cần đẩy đẩy chốt nối lùi lại bên trái, làm giảm lượng phun nhiên liệu tối đa. Điều này ngăn áp suất nạp khí tăng quá cao trong trường hợp bị hỏng hóc.

BACS(Hệ thống thiết bị bù độ cao và tăng áp) 

1. Mô tả 

BACS là thiết bị có cả chức năng của thiết bị bù tuabin tăng áp và HAC.

Van HAC duy trì áp suất không đổi trong buồng áp suất không đổi đặt dưới màng chắn và do vậy có chức năng của HAC.

2. Cấu tạo

 Cấu tạo cơ bản của thiết bị giống như của thiết bị bù tua bin tăng áp.

3. Hoạt động

(1) Chạy ở độ cao thấp:

Không khí được đưa vào buồng áp suất không đổi qua bình lọc. Sau đó bơm chân không tạo môi trường chân không để giảm áp suất thấp hơn áp suất khí quyển thông thường.

(2) Chạy ở độ cao cao:

Áp suất khí quyển của không đưa vào buồng áp suất không đổi thấp hơn ở độ cao cao. Khi áp suất khi quyển thấp, ống xếp dãn ra để tạo đường chân không hẹp từ bơm chân không. Do vậy áp suất chân không trong buồng áp suất không đổi giảm. áp suất bên trong buồng áp suất không đổi giữ ở cùng một mức cả khi chạy ở độ cao cao và thấp.

HAC có chức năng duy trì áp suất trong buồng áp suất không đổi bằng cách dịch chuyển cần đẩy theo sự thay đổi áp suất khí quyển ở phần trên cùng của màng chắn.

PCS(Hệ thống kiểm soát công suất) 

 PCS là thiết bị làm giảm tối đa lượng phun khi xe chạy trong một điều kiện nhất định như ở số 1 hoặc số lùi.

Thông thường VSV ở vị trí ngắt, và áp lực chân không từ bơm chân không tác động đến van kiểm soát công suất. Khi đó, cần điều chỉnh công suất quay theo chiều kim đồng hồ làm cho cần căng bộ điều tốc tách ra.

 Khi VSV làm việc, không khí được đưa vào van kiểm soát công suất làm cho cần điều khiển công suất quay ngược chiều kim đồng hồ.

Do vậy, cần điều khiển công suất làm cho cần căng quay theo chiều kim đồng hồ và làm giảm lượng phun nhiên liệu tối đa.