Đồ án Thiết kế tổ hợp máy hút bùn sử dụng động cơ IAMZ 238

MỤC LỤC Trang Lời nói đầu 2 1. Giới thiệu nhu cầu hút bùn tại vùng biển Nam Ô và yêu cầu thiết kế tổ hợp . 3 1.1. Giới thiệu nhu cầu hút bùn tại vùng biển Nam Ô. 3 1.2. Yêu cầu thiết kế tổ hợp máy hút bùn dùng động cơ IAMZ 238. 4 2. Giới thiệu Động cơ. 5 2.1. Giới thiệu: 5 2.2. Các thông số kỹ thuật của Động cơ IAMZ 238. 5 3. Mô tả hệ thống cung cấp nhiên liệu và kết cấu bộ điều chỉnh tốc độ của Động cơ. 6 3.1. Nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống cung cấp nhiên liệu Động cơ Diesel. 6 3.2. Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ IAMZ 238. 7 3.2.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ IAMZ 238. 7 3.3. Đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc các thiết bị trong hệ thống nhiên liệu. 8 3.3.1. Bơm cao áp. 8 3.3.2. Vòi phun. 13 3.3.3. Bơm chuyển nhiên liệu. 14 3.3.4. Bầu lọc nhiên liệu: 15 3.3.5. Khớp nối tự động điều chỉnh góc phun sớm. 18 3.3.6. Kết cấu bộ điều tốc của động cơ IAMZ 238. 19 4. Sơ đồ thuỷ lực đường ống hệ thống hút chuyển bùn. Xác định tổn thất thuỷ lực 23 4.1. Sơ đồ thuỷ lực đường ống của hệ thống hút chuyển bùn. 23 4.2. Xác định tổn thất thuỷ lực của đường ống. 24 5. Xác định năng suất hút-chuyển bùn lớn nhất có thể đạt được ở địa hình thực tế . 27 6. Tính chọn bơm hút bùn. 28 7. Phương pháp ghép nối động cơ với bơm. 34 7.1. Trình tự thiết kế bộ truyền đai thang 35 7.1.1. Chọn loại đai: 35 7.1.2. Đường kính bánh đai: 35 7.1.3. Tính sơ bộ khoảng cách trục 35 7.1.4. Tính chiều dài dây đai 36 7.1.5. Kiểm nghiệm góc ôm: 36 7.1.6. Xác định số dây đai cần thiết của bộ truyền: 36 7.1.7. Định các kích thước chủ yếu của bánh đai : 37 7.1.8. Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trụ: 38 7.2. Thiết kế khung bệ cho động cơ và bơm. 42 7.3. Thiết kế lại hệ thống đường ống. Tính toán tổn thất thuỷ lực đường ống 44 7.3.1. Thiết kế hệ thống đường ống. 44 7.3.2. Tính tổn thất thuỷ lực đường ống. 44 8. Đặc tính của tổ hợp động cơ – bơm. 47 8.1. Đặc tính của bơm. 47 8.1.1. Đường đặc tính lý thuyết của bơm. 47 8.1.2. Các tổn thất xuất hiện khi không có điều kiện lý tưởng 48 8.1.3. Đường đặc tính thật của bơm 48 8.1.4. Các đường đặc tính của bơm: 48 8.2. Đường đặc tính tổng hợp của động cơ: 51 9. Hưóng dẫn vận hành tổ hợp máy hút bùn. 52 9.1. Chuẩn bị đưa tổ máy vào hoạt động. 52 92. Quá trình vận hành động cơ. 53 9.3. Vận hành máy bơm ly tâm. 53 9.4. Vận hành bình thường. 54 9.5. Vận hành khi có hỏng hóc sự cố. 55 9.6. Bảo dưỡng tổ hợp máy bơm - động cơ. 55 9.7. Những hư hỏng thường gặp và biện pháp xử lý. 56 10. Kết luận: 58 Tài liệu tham khảo 59 LỜI NÓI ĐẦU Trong giai đoạn hiện nay, nghành giao thông vận tải đang trên đà phát triển mạnh mẽ, hoà nhập cùng với tốc độ phát triển của sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, đáp ứng nhu cầu về phương tiện đi lại và vận chuyển hàng hoá, phục vụ đời sống sinh hoạt của xã hội. Xe Kraz là loại xe do Liên Xô cũ sản xuất được đưa vào sử dụng ở nước ta rất sớm. Đó là loại ôtô nhiều chủng loại được thiết kế và chế tạo khá hoàn thiện về kỹ thuật cũng như tính năng hoạt động. Trên loại xe này được trang bị bởi động cơ Diesel 4 kỳ IAMZ 238. Động cơ này có nhiều đặc điểm ưu việt như công suất lớn, làm việc ổn định nên được ứng dụng rất nhiều vào thực tế. Được dùng để dẫn động bơm hút bùn thực hiện nạo vét các con sông, ao hồ và san lấp các mặt bằng. Sau khi khảo sát trên thực tế em đã đi sâu vào nghiên cứu đề tài: “Thiết kế tổ hợp máy hút bùn sử dụng động cơ IAMZ 238”. Đề tài thiết kế là một đề tài tương đối khó nhưng nó lại thực tế đối với vai trò người kỹ sư. Với nổ lực và cố gắng của bản thân cùng với sự tận tình giúp đỡ của các thầy cô giáo trong Khoa và trong Bộ môn đã giúp em cơ bản hoàn thành đề tài. Do thời gian có hạn và chưa có kinh nghiệm nhiều nên việc nghiên cứu đề tài không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của thầy cô giáo để đồ án của em hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin gửi đến thầy giáo hướng dẫn TS. Phan Minh Đức và các thầy cô giáo trong bộ môn đã hướng dẫn em lòng biết ơn chân thành nhất. Đà nẵng, ngày 28 tháng 05 năm 2008 Sinh viên thực hiện: LƯU VĂN DUẨN 1. Giới thiệu nhu cầu hút bùn tại vùng biển Nam Ô và yêu cầu thiết kế tổ hợp máy hút bùn dùng động cơ IAMZ 238. 1.1. Giới thiệu nhu cầu hút bùn tại vùng biển Nam Ô. Đây là khu vực nước ngập mặn do thông với biển, có một trữ lượng bùn cát rất lớn được hình thành một phần do phong hoá, bào mòn xâm thực trên bề mặt lưu vực và bị nước cuốn trôi vào lòng sông, một phần do sự xói lở lòng sông như sạt lở bờ ở đáy tạo thành. Bùn cát trong lòng sông gồm những hạt khoáng chất, cát, sỏi cuội, đá dăm... Để nghiên cứu bùn cát trong lòng sông người ta căn cứ vào đường kính của bùn cát để phân loại thành: Đá tảng, đá cuội sỏi, cát, bụi, bùn sét ... Bảng 1 - 1 Bùn cát  Loại  Đường kính hạt (mm)   Chất lơ lửng  Sét Bùn hạt nhỏ Bụn hạt lớn Bụi nhỏ Bụi lớn Cát mịn  0,001 0,005 - 0,001 0,01 – 0,005 0,05 – 0,01 0,1 – 0,05 0,2 – 0,1   Chất vừa lơ lửng vừa di đáy  Cát trung bình Cát thô Sỏi nhỏ Sỏi trung bình  0,5 – 0,2 1 – 0,5 2 – 1 2 – 5   Chất di đáy  Sỏi lớn Đá cuội loại nhỏ Đá cuội trung bình Đá cuội lớn Đá tảng nhỏ Đá tảng lớn  5 – 10 10 – 20 20 – 50 50 – 100 100 – 500 > 500   Vũng biển này có mực nước ổn định, có diện tích rộng lớn với độ sâu trung bình khoảng 3m. Trữ lượng bùn cát ở đây rất lớn, được bồi tụ hàng năm nhờ thông với biển. Với những điều kiện về tự nhiên thuận lợi như vậy nên tại nơi đây người ta đã lắp đặt một tổ hợp máy hút bùn nổi trên sông. Tổ hợp máy hút bùn này được lắp đặt trên một xà lan nổi trên sông gồm: Một động cơ Diesel 4 kỳ chữ V(8 máy) IAMZ 238 lắp trên ôtô tải KRAZ 255B1dùng để dẫn động bơm ly tâm một cấp một cửa vào thông qua bộ truyền, bánh đà ly hợp và khớp nối trục các đăng để giảm sự không đồng tâm giữa trục động cơ và trục bơm. Khớp nối trục các đăng được nối cứng với trục bơm. Nhiệm vụ của tổ hợp máy hút bùn là hút bùn cát từ đáy sông lên bờ để nạo vét, làm sạch lòng sông và san lấp mặt bằng các ao hồ nuôi tôm trong dự án xây dụng khu đô thị nội trú của thành phố Đà nẵng. 1.2. Yêu cầu thiết kế tổ hợp máy hút bùn dùng động cơ IAMZ 238. Quá trình vận hành tổ hợp máy hút bùn đang gặp phải một thực trạng: động cơ IAMZ 238 là động cơ lắp trên xe ôtô có tốc độ động cơ thay đổi theo các chế độ tải khi vận hành trên đường. Động cơ IAMZ 238 được đưa vào sử dụng như một động cơ tĩnh tại để dẫn động bơm hút bùn nên tổ hợp máy hút bùn làm việc không ổn định, tốc độ động cơ thường xuyên thay đổi phụ thuộc vào bơm hút bùn ở vị trí nhiều bùn hay ít bùn. Điều đó dẫn đến tổ hợp máy hút bùn làm việc tiêu hao nhiều nhiên liệu, năng suất hút bùn giảm. Trong quá trình vận hành luôn phải có nhiều thợ máy để điều chỉnh cho sự thay đổi đó. Trên tình hình thực tế như vậy nên ta cần đi thiết kế lại tổ hợp máy hút bùn sao cho đáp ứng được nhu cầu về hút khối lượng bùn cát lớn nhất, giảm tiêu hao nhiên liệu và quá trình vận hành không cần phải nhiều thợ máy để điều chỉnh cho những sự thay đổi của tổ hợp máy hút bùn. Tổ hợp Máy hút bùn được thiết kế dựa trên cơ sở: Sử dụng động cơ IAMZ 238 lắp trên ôtô tải KRAZ 255B1 và bơm hút bùn tự chọn sao cho phù hợp về lưu lượng và cột áp yêu cầu, công suất dẫn động của động cơ. Để động cơ có thể dẫn động bơm thực hiện việc hút bùn phải thông qua một bộ truyền được thiết kế với công suất của động cơ và bơm là tối ưu nhất. Yêu cầu của tổ hợp máy hút bùn được thiết kế là phải làm việc đạt năng suất cao, độ đậm đặc của hỗn hợp bùn cát lẫn nước cao, tổ hợp máy làm việc ổn định ít phải điều chỉnh. 2. Giới thiệu Động cơ. 2.1. Giới thiệu: Động cơ IAMZ 238 là loại động cơ Diesel 4 kỳ chữ V (8 máy) do cộng hoà liên bang Nga sản xuất được lắp trên xe ôtô tải KRAZ 255B1.
Hình 2 - 1 Động cơ IAMZ 238. 2.2. Các thông số kỹ thuật của Động cơ IAMZ 238 [1]. - Loại: Động cơ Diesel 4 kỳ - Số xy lanh: 8 - Góc lệch tâm giữa 2 hàng xy lanh: 900 - Thứ tự nổ: 1-5-4-2-6-3-7-8 - Đường kính xy lanh: 130 (mm) - Hành trình piston: 140 ( mm ) - Thể tích xy lanh Động cơ: 11,15 ( l ) - Tỷ số nén: 16,5 - Công suất Động cơ: 176 ( kw ) - Số vòng quay ứng với công suất: 2100 ( v/ph ) - Mô men cực đại/Số vòng quay: 883/1450 (N.m/v/ph) - Số vòng quay khi không tải: + Nhỏ nhất:
( v/ph ) + Lớn nhất: 2275 ( v/ph ) - Suất tiêu hao nhiên liệu: 223 ( g/kw.h ) - Pha phân phối khí: + Góc mở sớm xuppap nạp: 200 + Góc đóng muộn xuppap nạp: 460 + Góc mở sớm xuppap thải: 660 + Góc đóng muộn xuppap thải: 200 - Góc phun sớm: 180
1 - Hành trình xuppap: 13,5 ( mm ) - Khe hở nhiệt:
( mm ) 3. Mô tả hệ thống cung cấp nhiên liệu và kết cấu bộ điều chỉnh tốc độ của Động cơ IAMZ 238. 3.1. Nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống cung cấp nhiên liệu Động cơ Diesel [2]. Nhiệm vụ: hệ thống cung cấp nhiên liệu là một hệ thống quan trọng của động cơ có nhiệm vụ như sau: + Chứa nhiên liệu dự trữ, đảm bảo cho động cơ hoạt động liên tục trong một khoảng thời gian quy định. + Lọc sạch nước và tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu. + Cung cấp nhiên liệu cần thiết cho mỗi chu trình ứng với chế độ làm việc quy định của động cơ. + Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xylanh động cơ đúng lúc theo một quy luật đã định. + Phun tơi và phân bố đều hơi nhiên liệu trong thể tích môi chất trong buồng cháy, bằng cách phối hợp chặt chẽ hình dạng, kích thước và phương hướng của các tia nhiên liệu với hình dạng buồng cháy và cưòng độ vận động của môi chất trong buồng cháy. Yêu cầu: Bền, làm việc có độ tin cậy cao. Đơn giản, dễ dàng và thuận tiện cho việc sữa chữa, bảo dưỡng. Dễ chế tạo và giá thành rẻ. Vì các chế độ làm việc của động cơ thường xuyên thay đổi trong một vùng rộng lớn nên động cơ làm việc tiêu hao nhiều nhiên liệu. Vì vậy ta cần đi khảo sát lại hệ thống nhiên liệu để có những sự điều chỉnh cho phù hợp với chế độ làm việc trên. Hệ thống nhiên liệu động cơ IAMZ 238 là hệ thống nhiên liệu của động cơ Diesel nên mang những đặc điểm chung như dùng Bơm cao áp thẳng hàng và sử dụng bộ điều tốc cơ khí nhiều chế độ để điều chỉnh tốc độ động cơ. 3.2. Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ IAMZ 238.
Hình 3 - 1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu của Động cơ IAMZ 238. 1. Thùng chứa. 2. Đường dầu đến lọc thô. 3. Bầu lọc thô. 4. Đường dầu về thùng chứa. 5. Đường dầu đến Bơm chuyển 6. Bơm chuyển nhiên liệu. 7. Bơm tay. 8. Đường dầu đến lọc tinh.  9. Bơm cao áp. 10. Đường dầu vào Bơm cao. 11. Bầu lọc tinh. 12. Đường dầu từ Bơm cao áp về thùng chứa. 13. Đường dầu từ vòi phun về thùng chứa. 14. Vòi phun.   3.2.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ IAMZ 238. Nhiên liệu trong thùng chứa 1dưới tác dụng lực hút của bơm chuyển 6, nhiên liệu đi vào bầu lọc thô 3. Tại bầu lọc thô 3 nhiên liệu được lọc tạp chất có kích thước lớn và tách nước. Sau khi qua bơm chuyển 6, nhiên liệu đi theo đường ống 8 đến bầu lọc tinh 11 để lọc sạch tạp chất một lần nữa. Sau đó nhiên liệu theo đường ống 10 vào bơm cao áp 9. Bơm cao áp tạo cho nhiên liệu một áp suất đủ lớn theo đường ống cao áp vào vòi phun cung cấp cho xy lanh động cơ. Tại bơm cao áp và vòi phun sẽ có một lượng nhiên liệu thừa, lượng nhiên liệu thừa này sẽ theo đường ống 13 và 4 về lại thùng chứa. 3.3. Đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc của các thiết bị trong hệ thống nhiên liệu động cơ IAMZ 238. 3.3.1. Bơm cao áp. Bơm cao áp là một thiết bị rất quan trọng của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel. Nó giữ vai trò tạo áp suất cao cho nhiên liệu, phân phối nhiên liệu đồng đều cho các xy lanh và điều chỉnh lương nhiên liệu cấp cho chu trình. Vì vậy bơm cao áp có vai trò quyết định đến tính hiệu quả của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel. Bơm cao áp dùng trên hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ IAMZ 238 là loại bơm cao áp thẳng hàng có 8 tổ bơm. Mỗi tổ bơm đảm nhận việc cung cấp nhiên liệu cho một xy lanh nhất định.
Hình 3 – 2 Cấu tạo bơm cao áp động cơ IAMZ 238. Chi tiết quan trọng nhất của một bơm cao áp là bộ đôi pittông 22 và xy lanh 21. Xylanh được lắp với thân bơm và dùng vít hãm 39 để chống xoay. Phía ngoài xy lanh 21 có ống xoay 23. Trên ống xoay có vòng răng 37 ăn khớp với thanh răng 8. Phần đuôi ống xoay có rãnh chữ nhật ăn khớp với nghạnh hình chữ nhật của đuôi pittông. Phần dưới cùng của đuôi pittông tựa vào đĩa 47. Đĩa dưới liên hệ với đĩa trên 24 bằng lò xo 26. Ống xoay 23 tỳ lên đĩa trên. Ốc 28 dùng để điều chỉnh khe hở giữa pittông và con đội. Trong pittông 22 có gờ xả nhiên liệu. Khi gờ trùng với cửa xả và cửa nạp trên xylanh thì nhiên liệu được xả ra ngoài. Phía trên pittông 22 là van cao áp 19 được ép chặt trên đế van nhờ lực lò xo 18. Để dẫn động pittông người ta dùng con đội con lăn, con đội này được dẫn động bằng trục cam và trục cam này có liên hệ với trục khuỷu thông qua hệ thống bánh răng. Đối với động cơ có nhiều xylanh, thì ứng với một xylanh ta có một tổ bơm. Các tổ bơm này được lắp đặt cố định trong thân bơm và được dẫn động từ một trục cam. Giữa bơm và trục cam người ta thường gắn một khớp nối tự động điều chỉnh góc phun sớm. Nhiệm vụ của khớp nối này là điều chỉnh góc phun sớm sao cho phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ. Để động cơ diesel làm việc có tính kinh tế và độ an toàn cao thì người ta mắc một bộ điều tốc nối tiếp với bơm. Bộ điều tốc này có tác dụng là điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình làm việc của động cơ phù hợp với điều kiện tải trọng. Nguyên lý hoạt động của bơm cao áp: Khi trục cam 31 quay, nó sẽ tác dụng vào con lăn 35 của con đôi 29 làm cho con đội chuyển động tịnh tiến trong xy lanh 21, khi pittông đi xuống qua cửa nạp và cửa xả lúc này nhiên liệu được nạp vào xylanh của bơm, quá trình này gọi là nạp nhiên liệu. Khi pittông đi lên, lúc đỉnh pittông che kín cửa nạp và cửa xả thì nhiên liệu bên trong xylanh bị nén lại, áp suất nhiên liệu tăng. Đến khi lực do áp suất nhiên liệu tạo ra lớn hơn lực đàn hồi của lò xo 18 thì van cao áp 19 sẻ mở, lúc này nhiên liệu thoát qua van cao áp đi lên đường ống cao áp đến vòi phun cung cấp cho xylanh động cơ. Quá trình cung cấp nhiên liệu vẫn cứ tiếp diễn cho đến khi rãnh xoắn của pittông bắt đầu mở cửa xả a, b thì việc cung cấp nhiên liệu kết thúc. Từ lúc rãnh thoát nhiên liệu trên pittông trùng với cửa xả nhiên liệu trên thân xy lanh thì lượng nhiên liệu còn lại trên đỉnh pittông theo cửa xả về thùng chứa làm giảm áp suất trên đầu ống cao áp, lúc này dưới tác dụng của lực lò xo, van cao áp tỳ chặt vào đế van. Lúc này mặc dù pittông vẫn chuyển động lên cho hết hành trình, việc cung cấp nhiên liệu cứ lặp lại như thế. Do tính chịu nén của nhiên liệu và quá trình tiết lưu của cửa nạp và cửa xả nên thời điểm bắt đầu và kết thúc quá trình cung cấp nhiên liệu thực tế khác với lý thuyết. Từ nguyên lý làm việc của bơm cao áp, ta thấy chi tiết quan trọng nhất của bơm là cặp chi tiết bộ đôi pittông và xylanh bơm. Pittông vừa cung cấp vừa điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp cho chu trình. Vật liệu chế tạo bộ đôi pittông xylanh bơm cao áp động cơ IAMZ 238 là thép hợp kim XB. Kết cấu cụ thể của bộ pittông, xylanh như hình vẽ 3 – 3.
Hình 3 - 3 Kết cấu bộ đôi pittông xylanh bơm cao áp. 1. Pittông 2.Xylanh 3. Lỗ nạp nhiên liệu 4. Rãnh thoát nhiên liệu Để điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp cho vòi phun người ta dùng cơ cấu cơ khí (hình 3 - 4). Nó bao gồm thanh răng 1 ăn khớp với vành răng 4 của ống xoay 5 lồng bên ngoài cụm bộ đôi (pittông-xylanh) ống này có rãnh để đuôi 6 của pittông cài vào. Khi thanh răng chuyển động tịnh tiến, ống xoay sẽ quay và làm xoay pittông. Khi đó khoảng hành trình có ích của pittông bơm cao áp thay đổi và lưu lượng do pittông bơm cao áp cung cấp thay đổi. Vì thanh răng chuyển động tịnh tiến thì nó làm quay đồng thời ống xoay của các bộ đôi cùng góc xoay và cùng điểm chết nên lưu lượng nhiên liệu cung cấp vào các xylanh động cơ có thể được điều khiển cùng một lúc.
Hình 3 - 4 Cơ cấu điều khiển lưu lượng. 1. Thanh răng; 4. Vành răng. 2. Pittông; 5. Ống xoay. 3. Xylanh; 6. Đuôi pittông Để kết thúc quá trình cung cấp nhiên liệu dứt khoát và ngăn chặn dòng nhiên liệu chảy ngược từ đường ống cao áp trong hành trình xả người ta dùng chi tiết gọi là cụm van cao áp.
Hình 3 – 5 Cấu tạo van và đế van cao áp. Van cao áp. Đế van Van cao áp của động cơ IAMZ 238 là loại van nấm có vành giảm áp. Cụm van cao áp được lắp phía trên bộ đôi pittông xylanh và được giữ trong thân van. Cụm van bao gồm van cao áp 1 và đế van 2. Trục cam có 8 vấu cam, các vấu cam có biên dạng cam tiếp tuyến. Trục cam bơm cao áp được dẫn động từ trục cam cơ cấu phối khí thông qua cơ cấu bánh răng. Số vòng quay của trục cam bơm cao áp bằng 1/2 số vòng quay của trục động cơ. Để điều chỉnh độ nâng ban đầu của các pittông bơm cap áp và khoảng cách thời điểm phun giữa các xylanh người ta dùng đai ốc gắn trên con đội con lăn. 3.3.2. Vòi phun. Vòi phun dùng để phun nhiên liệu vào buồng cháy động cơ và phân bố đều tia nhiên liệu vào không gian thể tích buồng cháy đông cơ. Vòi phun trong hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ IAMZ 238 là kiểu vòi phun kín có kim phun. Có cấu tạo như hình 3 – 6.
Hình 3 – 6 Cấu tạo vòi phun. Đặc điểm của loại vòi phun là có một cặp chi tiết được chế tạo chính xác là kim phun và thân kim phun. Đầu kim phun có dạng hình côn và được ép sát vào lỗ phun nhờ lò xo 6 thông qua thanh kéo 5, mặt tiếp xúc giữa đầu và thân vòi phun được mài bóng. Giữa kim phun và thân kim phun có rãnh hình vành khăn. Đầu ống nối 9 dùng để nối với đường ống cao áp. Phía trong ống này có một lọc cao áp 10 dùng để lọc sạch nhiên liệu trước khi vào buồng cháy. Nguyên lý làm việc: Nhiên liệu có áp suất cao từ đường ống cao áp đi đến đầu ống nối 8 vào lõi lọc cao áp 9. Tại đây nhiên liệu được lọc sạch tạp chất cơ học. Sau đó nhiên liệu theo đường ống vào trong thân vòi phun. Lúc này lực do áp suất dầu tạo ra lớn hơn lực ép của lò xo 6 nên có tác dụng mở kim phun 1 tạo ra khe hở để phun nhiên liệu vào buồng cháy động cơ. Khi kết thúc quá trình phun thì nhiên liệu trên đường ống cao áp giảm, dưới tác dụng của lực lò xo 6 kim vòi phun tỳ chặt lên thân kim phun. Vòi phun trên động cơ IAMZ 238 có 6 lỗ phun. Hành trình của kim phun được xác định bởi khe hở giữa mặt trên của kim với mặt phẳng dưới của thân vòi phun. Nếu khe hở của kim quá lớn thì động năng của kim phun lớn gây mòn đế kim phun. Vật liệu chế tạo kim phun là thép hợp kim được nhiệt luyện để đạt độ cứng từ 58 – 60 HRC. 3.3.3. Bơm chuyển nhiên liệu. Bơm chuyển nhiên liệu dùng để tạo ra một áp suất cho nhiên liệu nhằm khắc phục sức cản của bầu lọc thô và bầu lọc tinh tạo ra để cung cấp một lượng nhiên liệu cần thiết cho hoạt động của bơm cao áp. Bơm chuyển nhiên liệu IAMZ 238 là kiểu bơm pittông được gắn trên thân của bơm cao áp và được dẫn động từ trục cam của bơm cao áp. Cấu tạo như hình vẽ 3 – 7.
Hình 3 – 7 Cấu tạo bơm chuyển nhiên liệu động cơ IAMZ 238. Chi tiết chính của bơm chuyển nhiên liệu là pitông 24, pittông này chuyển động tịnh tiến trong thân bơm 5 nhờ sự tác động của con đội con lăn được dẫn động từ trục cam bơm cao áp. Trong thân bơm người ta bố trí van nạp 16 và van đẩy 1. Hai van này có cấu tạo và hoạt động theo kiểu van một chiều. Khi mở van là nhờ vào lực hồi vị của lò xo 2 và 13. Trên bơm chuyển nhiên liệu người ta còn bố trí một bơm tay cũng là bơm pittông dùng để đẩy không khí ra ngoài và cung cấp cho hệ thống một lượng nhiên liệu khi chuẩn bị khởi động động cơ. 3.3.4. Bầu lọc nhiên liệu: Trong nhiên liệu Diesel luôn tồn tại một lượng tạp chất nhất định. Lượng tạp chất này khi sử dụng sẽ gây ảnh hưởng xấu đến tính kinh tế động cơ như làm giảm công suất động cơ gây nhiều muội than và đặt biệt là làm tăng sự mài mòn các chi tiết như bộ đôi xylanh pittông bơm cao áp … vv. Vì vậy khi sử dụng nhiên liệu Diesel cần được lọc sạch. Hệ thống nhiên liệu trên động cơ IAMZ 238 người ta bố trí một bầu lọc thô và một bầu lọc tinh. Bầu lọc thô được đặt trên đường ống từ thùng chứa đến bơm chuyển. Nhiệm vụ của bầu lọc này là lọc sạch một phần tạp chất có đường kính lớn trước khi nhiên liệu vào bơm chuyển. Bầu lọc tinh được đặt trên đường ống từ bơm chuyển đến bơm cao áp. Nhiệm vụ của lọc tinh là lọc sạch các tạp chất cơ học mà lọc thô không lọc được.
Hình 3 -9 Bầu lọc thô nhiên liệu. Bầu lọc thô dùng trên động cơ IAMZ 238 là bầu lọc thấm. Trong đó phần tử lọc 3 là bằng vải bông quấn lại thành trụ được đặt trong vỏ bằng nhựa 4, vỏ 4 được gắn vào thân 6 của bầu lọc. Nhiên liệu từ thùng chứa vào bầu lọc bằng cửa 10 và điền đầy không gian bầu lọc. Nhiên liệu sẻ thấm dần vào trong lõi lọc và theo cửa 7 ra ngoài. Phần tạp chất có đường kính lớn hơn đường kính lõi lọc bị giữ lại và được đưa ra ngoài bằng nút tháo cặn bẩn 1. Cấu tạo bộ lọc tinh như hình 3 – 10.
Hình 3 – 10 Bầu lọc tinh nhiên liệu. Lõi lọc là lưới kim loại 5 quấn vải bên ngoài được đặt trong cốc lọc 7. Cốc lộc được gắn vào thân lọc bằng trục 8. Trên thân lọc có đường dầu vào 16 và đường dầu ra 11. Để lõi lọc được kín khít với thân lọc người ta dùng lò xo 3 ép chặt lên chén lò xo 4, vít 12 được dùng để điều chỉnh độ kín của lõi lọc với thân lọc. Nhiên liệu đi vào điền đầy trong cốc lọc thấm qua phần tử lọc vào không gian trong lõi lọc và đi theo đường nhiên liệu ra ngoài. Để hệ thống cung cấp nhiên liệu được hoạt động tốt thì phải thường xuyên súc sạch hoặc thay mới lõi lọc định kỳ. Đảm bảo cho lưu lượng thông qua đủ lớn. Tránh cặn bẩn có quá nhiều trong bầu lọc sẻ gây tắc bầu lọc. Thùng chứa nhiên liệu động cơ IAMZ 238 có kết cấu hình khối chữ nhật bao gồm hai thùng có dung tích tổng cộng là 100 lít. Thùng được dập bằng thép lá rồi hàn lại với nhau, chiều dày của các tấm thép khoảng 1,5 mm. Phía dưới thùng có nút xả nhiên liệu. 3.3.5. Khớp nối tự động điều chỉnh góc phun sớm. Được dùng để thay đổi góc phun sớm của nhiên liệu theo tốc độ góc trục khuỷu động cơ một cách tự động. Khi sử dụng khớp tự động này làm nâng cao tính kinh tế của động cơ ở các chế độ khác nhau.
Hình 3 – 11 Bộ phận điều chỉnh góc phun sớm kiểu ly tâm. Ở đầu phía trước của trục cam bơm cao áp trên động cơ IAMZ 238 có lắp khớp nối tự động điều chỉnh góc phun sớm. Đó là một loại khớp điều chỉnh dựa vào lực ly tâm của quả văng thông thường khớp tự động phun nhiên liệu sớm gồm: khớp chủ động 1 nối với trục dẫn động, khớp bị dẫn 5 nối với trục dẫn động bơm cao áp hai khớp này được đặt trong vỏ 8. Khớp bị động có lắp bạc đồng. Để bịt kín chỗ lắp khớp chủ động với vỏ có vòng chắn dầu 9, hai quả văng ly tâm 4 dùng để tự động điều chỉnh góc phun sớm. Khi tăng số vòng quay trục khuỷu động cơ, dưới tác dụng của lực ly tâm, tải trọng được tách ra quay xung quanh trục 3 ép lò xo 2. Điều đó làm giảm khoảng cách của chốt khớp chủ động và trục 3. Trong trường hợp này nữa khớp bị dẫn quay ngược chiều chuyển động của trục cam bơm cao áp so với khớp dẫn động và dẫn đến tăng góc phun sớm nhiên liệu. Khi giảm tốc độ quay của trục khuỷu, lực ly tâm giảm quả văng cụp vào vị trí ban dầu lò xo 2 giãn ra làm cho khớp bị dẫn xoay ngược lại với chiều quay của trục cam bơm cao áp, làm giảm góc cung cấp nhiên liệu sớm cho động cơ. Khi động cơ ngừng hoàn toàn, góc cung cấp nhiên liệu sớm là góc ban đầu ta đặt bơm cao áp lên động cơ. Đối với động cơ IAMZ 238 được ghi trên bánh đà, dấu được ghi theo chuẩn số 1, tính từ đầu máy. Khớp tự động phun sớm nhiên liệu kiểu ly tâm lắp trên bơm cao áp của động cơ IAMZ 238 có thể làm thay đổi góc phun sớm của nhiên liệu từ 100 - 14 0 so với góc quay của trục khuỷu, điều chỉnh góc phun sớm của nhiên liệu từ 50 - 70 so với góc quay của trục cam bơm cao áp. 3.3.6. Kết cấu bộ điều tốc của động cơ IAMZ 238. (Theo tác giả Đinh Văn Khôi [7] ): Trên động cơ máy kéo sử dụng nhiều loại bộ điều tốc: bộ điều tốc hơi, bộ điều tốc thuỷ lực, bộ điều tốc điện, nhưng phổ biến nhất vẫn là bộ điều tốc cơ khí ly tâm nhiều chế độ. Nó đơn giản về cấu tạo và bền chắc trong sử dụng. Bộ điều tốc ly tâm nhiều chế độ có nhiều ưu điểm: người lái máy sử dụng dễ dàng, năng suất liên hợp máy cao, động cơ làm việc kinh tế, và thời gian sử dụng máy kéo được kéo dài. Sở dĩ như vậy là do khi thay đổi tải trọng, bộ điều tốc nhiều chế độ cho phép người lái máy trong khi chạy dùng tay đòn bộ điều tốc thay đổi được tốc độ chuyển động của động cơ máy kéo.