Giáo trình Diesel tàu thủy (Phần 1)

được lắp và thay thế đồng bộ. Trong hệ thống này, ở các chế độ làm việc bất kỳ của động cơ, hành trình piston của bơm được giữ không thay đổi. Lượng nhiên liệu cấp cho chu trình được điều chỉnh bằng cách chuyển phần nhiên liệu từ không gian phía trên piston trong thời gian nén sang khoang hút. Theo kết cấu của cơ cấu điều chỉnh, bơm nhiên liệu được phân ra thành bơm dạng van và trượt (bơm cao áp kiểu Bôsơ). Trong các bơm kiểu van, việc điều chỉnh nhiên liệu nhờ van hút hoặc van ngắt, còn trong các bơm kiểu Bôsơ, việc điều chỉnh nhờ mép điều chỉnh trên thân piston. Theo phương pháp điều chỉnh lượng cấp nhiên liệu, bơm nhiên liệu được phân ra bơm điều chỉnh thời điểm bắt đầu cấp (BĐC), kết thúc cấp (KTC) và điều chỉnh liên hợp (điều chỉnh cả thời điểm ban đầu lẫn kết thúc). Thời điểm mà khoang nén bắt đầu cách ly hoàn toàn với khoang hút gọi là thời điểm BĐC, thời điểm mà khoang nén bắt đầu thông với với khoang hút gọi là thời điểm KTC. Cần phải phân biệt góc BĐC và góc phun sớm, góc BĐC sớm hơn góc phun sớm khoảng thời gian nén nhiên liệu, giãn nở đường ống cao áp, nâng van một chiều, kim phun. Thời gian này phụ thuộc vào loại nhiên liệu sử dụng, chiều dài đường ống cao áp, vòng quay động cơ, kết cấu các thiết bị trong hệ thống. Để thuận tiện cho việc điều chỉnh các nhà máy chế tạo cho góc BĐC và ghi vào hồ sơ kỹ thuật. Hnh 6.1. Cơ cấu cấp nhiên liệu cho động cơ điezen (1.thân vòi phun;2. kim phun;3.xi lanh bơm cao áp;4.piston bơm cao áp;5.cam nhiên liệu). 77 Trong các bơm điều chỉnh lượng cấp theo thời điểm đầu, phần nhiên liệu cấp cho chu trình và thời gian cấp được điều chỉnh nhờ thay đổi góc bắt đầu cấp nhiên liệu của bơm ϕBĐC (hình 6.2.a). Các điểm a1, a2, a3 là vị trí của piston ứng với lúc BĐC nhiên liệu. Góc KTC nhiên liệu ở các chế độ làm việc của động cơ được giữ không thay đổi (điểm b). Góc BĐC và KTC nhiên liệu được tính so với ĐCT và được xác định bằng thời điểm mở và đóng các van hút và van ngắt hay lỗ ngắt trên thân piston bơm (ha, Cb -hành trình có ích và tốc độ piston phụ thuộc vào góc quay trục khuỷu ϕ). Trong các bơm điều chỉnh theo thời điểm KTC (hình 6.2.b) góc BĐC nhiên liệu ϕBĐC được giữ không thay đổi ứng với các chế độ làm việc của động cơ cũng như vị trí của piston ở thời điểm này (điểm a). Ngắt nhiên liệu được thực hiện tại thời điểm KTC (điểm b1,b2,b3). Thời gian cấp ϕc và phần nhiên liệu cấp cho chu trình được thay đổi ứng với thời điểm KTC. Trong các bơm điều chỉnh liên hợp thì phần nhiên liệu cấp cho chu trình được thay đổi ứng với thời điểm BĐC và KTC. 6.2. Điều chỉnh lượng cấp nhiên liệu đối với bơm cao áp dạng van Bơm cao áp dạng van có tuổi thọ lớn hơn bơm cao áp kiểu Bôsơ, thường được sử dụng trong các động cơ diesel tàu thủy trung và thấp tốc. Kết cấu của bơm không phức tạp. Lượng cấp nhiên liệu của bơm được điều chỉnh bằng cách thay đổi thời điểm đóng mở các van. Các van được điều khiển bằng các cơ cấu truyền động. 6.2.1. Bơm nhiên liệu điều chỉnh thời điểm bắt đầu cấp Trong bơm nhiên liệu điều chỉnh thời điểm BĐC (hình 6.3.a) khi piston 12 nằm ở ĐCD van hút 3 ở vị trí mở. Nhiên liệu nạp đầy không gian phía trên piston. Hành trình nén của piston bắt đầu khi cam 9 tác động lên con lăn 8 và con đội 10. Tuy nhiên lúc đầu nhiên liệu bị đẩy dồn ngược lại khoang hút của bơm qua van mở 3. Hình 6.2. Đồ thị pha cấp nhiên liệu của bơm cao áp có các phương pháp điều chỉnh khác nhau: a, b, c- điều chỉnh theo thời điểm bắt đầu, kết thúc và hỗn hợp; ha- hành trình có ích của piston bơm; cb- vận tốc piston bơm; BĐC, KTC-thời điểm bắt đầu và kết thúc cấp nhiên liệu của bơm; ϕBĐC, ϕKTC - góc ứng với thời điểm bắt đầu và kết thúc cấp; ϕc - góc cấp nhiên liệu; a, a1, a2, a3 - thời điểm bắt đầu cấp nhiên liệu; b, b1, b2, b3 - thời điểm kết thúc cấp nhiên liệu. 78 Con đội 10 đi lên, tay đòn 6 quay quanh chốt 7, van 3 đóng lại. Nén nhiên liệu được bắt đầu từ lúc van đóng kín hoàn toàn. Hành trình có ích ha được tính từ thời điểm đóng kín van đến lúc piston chuyển dịch đến ĐCT. Lượng nhiên liệu cấp vào các xi lanh trong một chu trình được điều khiển bằng cách xoay các van lệch tâm 7 từ trạm điều khiển. Lượng cấp nhiên liệu từng bơm riêng được điều chỉnh bằng cách thay đổi chiều dài con đội 5 nhờ vít 4 do vậy thời điểm đóng van và BĐC thay đổi (hình 6.3). Thời điểm KTC của loại bơm này ứng với lúc piston dịch chuyển đến ĐCT và giữ không đổi với lượng cấp nhiên liệu bất kỳ. Các điểm a, b ứng với điểm bắt đầu và kết thúc dịch chuyển piston. Thay đổi thời điểm bắt đầu cấp thì hành trình có ích của piston và phần nhiên liệu cấp cho chu trình thay đổi. Khi cam quay xuống con đội 10 hạ xuống nhờ tác động của lò xo 11, van 3 mở và qua đó nhiên liệu được nạp vào không gian phía trên piston. Van một chiều 2 đóng kín đường ống cao áp 1 lúc kết thúc cấp nhiên liệu. Nhờ vậy trong đường ống cao áp giữa các chu kỳ cấp nhiên liệu vẫn giữ nguyên áp suất dư cao áp, nên làm tăng độ đồng đều lượng cấp nhiên liệu cho chu trình và đảm bảo sự làm việc ổn định của động cơ lúc nhỏ tải. Do đó trong trường hợp treo (kẹt) kim phun khí cháy không rò lọt vào đường ống cao áp. Van an toàn 13 dùng để xả nhiên liệu ra khỏi không gian phía trên piston khi áp suất tăng quá cao trong trường hợp tắc lỗ phun hay kẹt kim phun tại vị trí đóng. Bơm nhiên liệu điều chỉnh thời điểm BĐC thường dùng cho các động cơ của nhà máy diesel Nga và Sulzer RD. Góc BĐC (ϕBĐC) là một trong các thông số điều chỉnh quan trọng của động cơ. Tăng góc BĐC nhiên liệu trong phạm vi cho phép thì áp suất cháy cực đại của chu trình Pz tăng lên, còn suất tiêu hao nhiên liệu có ích giảm. Đối với chế độ định mức góc BĐC nhiên liệu được đặt sao cho nhiên liệu bắt đầu cháy tại vùng ĐCT và khi đó áp suất cháy của chu trình đạt giá trị tối ưu. Với động cơ diesel tàu thủy thường đặt ϕBĐC= 6÷300 góc quay trục khuỷu (các giá trị nhỏ dùng cho động cơ thấp tốc). Khi giảm vòng quay thì góc BĐC cần phải giảm để đảm bảo cháy nhiên liệu ở vùng ĐCT. Bơm nhiên liệu điều chỉnh thời điểm BĐC có một vài nhược điểm: khi động cơ làm việc với chong chóng định bước nếu giảm vòng quay thì góc BĐC nhiên liệu giảm, tương ứng giảm phần nhiên liệu cấp cho chu trình. Quá trình cháy muộn hơn làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu có ích. Ngoài ra giai đoạn KTC nhiên liệu diễn ra khi tốc độ piston đã giảm Cb (hình 6.4) nên áp suất phun cũng giảm do vậy chất lượng phun nhiên liệu giai đoạn này xấu. Trong giai đoạn phun ban đầu tốc độ piston và áp suất phun cao, do vậy sau thời kỳ cháy trì hoãn phần lớn nhiên liệu của chu trình cấp vào xi lanh, nên với các động cơ loại này động lực học quá trình cháy tăng lên (tốc độ tăng áp suất tăng lên). Hình 6.3. Sơ đồ nguyên lý bơm nhiên liệu dạng van điều chỉnh thời điểm BĐC: 1.ống cao áp; 2.van xuất một chiều; 3.van cấp thấp áp và điều chỉnh thời điểm BĐC; 4.vít điều chỉnh thời điểm và lượng cấp từng phân bơm; 5.con đội; 6.tay đòn; 7.cam điều khiển thời điểm và lượng cấp toàn bộ động cơ; 8.con lăn; 9.cam nhiên liệu; 10.lò xo; 11.con đội; 12.piston -xi lanh bơm; 13.van an toàn; 14.cơ cấu xả khí và cắt nhiên liệu từng phân bơm; a, b-thời điểm bắt đầu và kết thúc nâng piston; s-khoảng điều chỉnh. Hình 6.4. Đồ thị hành trình và vận tốc piston bơm nhiên liệu dạng van điều chỉnh thời điểm BĐC. a, b-thời điểm bắt đầu và kết thúc nâng piston. 79 6.2.2. Bơm nhiên liệu điều chỉnh thời điểm kết thúc cấp Bơm nhiên liệu điều chỉnh KTC (hình 6.5.a) đảm bảo góc BĐC nhiên liệu ϕBĐC không thay đổi đối với tất cả các chế độ làm việc của động cơ. Khác với bơm điều chỉnh BĐC (hình 6.3) với loại bơm này cơ cấu điều khiển cấp nhiên liệu gồm 2 van (hình 6.5,a): van hút 3 và van ngắt 2, 2 van này được dẫn động bằng tay đòn 5,10 nhưng nguyên tắc đóng, mở 2 van này khác nhau. Trên van hút có lắp thêm vành tiết lưu 4, còn van ngắt lắp thêm van hồi 1. Ngắt nhiên liệu được thực hiện 2 lần: lúc bắt đầu và kết thúc hành trình piston. Khi vị trí piston 13 nằm ở ĐCD van hút mở còn van ngắt đóng. Giữa cán van và cần đẩy van có khe hở. Khi cam 7 tác động lên con lăn 8 và con đội 9 thì piston bắt đầu nâng lên và nhiên liệu bị đẩy ngược lại van hút. Trên đồ thị (hình 6.5.b) thời điểm bắt đầu dịch chuyển piston và rò lọt nhiên liệu được đánh dấu bằng điểm a. Nén nhiên liệu được bắt đầu tại thời điểm đóng hoàn toàn van hút. Trong thời gian cấp nhiên liệu cao áp cả hai van đóng. Khe hở giữa thân và cần đẩy van ngắt giảm dần. Ứng với thời điểm bắt đầu nâng van ngắt thì việc nén nhiên liệu kết thúc và bắt đầu hồi dầu lần thứ hai qua van ngắt. Van chống hồi ngược 1 (hình 6.5.a) đảm bảo tiết lưu dòng nhiên liệu khi ngắt và cách ly khoang ngắt với khoang hồi để tránh sóng áp suất ngược khi dao động của nó trong hệ thống ngắt nhiên liệu. Điều đó đảm bảo van ngắt không bị va đập thủy lực và xâm thực.Thay đổi phần nhiên liệu cấp cho chu trình được thực hiện bằng cách quay cam lệch tâm 6, 11. Bơm cấp loại này có thể điều chỉnh hỗn hợp lượng cấp nhiên liệu lúc bắt đầu và kết thúc cấp. Tuy nhiên trong các bơm của loại động cơ RND trục lắc tay đòn 5 của van 3 không liên hệ với cơ cấu Hình 6.5. Bơm nhiên liệu dạng van điều chỉnh kết thúc phun của động cơ Sulzer RND (HB, HTB, HTH tương ứng hành trình bé, trung bình, toàn bộ của piston trong thời kỳ cấp nhiên liệu): a.Sơ đồ nguyên lý và cơ cấu truyền động bơm cao áp; b.đồ thị hành trình và tốc độ piston; 1.van chống hồi ngược; 2.van ngắt; 3.van hút; 4.vành tiết lưu; 5.tay đòn; 6,11.cam lệch tâm; 7.cam truyền động; 8.con lăn; 9.con đội; 10.tay đòn ngắt; 12.vít điều chỉnh; 13.piston bơm; 14.cơ cấu xả khí và ngắt nhiên liệu từng phân bơm. hrl- hành trình xả nhiên liệu. 80 điều khiển động cơ. Tay đòn 5 chỉ lắc tương đối với trục cố định đảm bảo thời điểm đóng van hút, còn góc cấp không phụ thuộc vào phụ tải của động cơ. Vai trò của van hút ngoài chức năng nạp nó còn điều chỉnh thời điểm bắt đầu cấp nhiên liệu của bơm trong vùng tốc độ piston cao, với mục đích cải thiện chất lượng phun nhiên liệu ở thời điểm bắt đầu phun vào xi lanh. Phần nhiên liệu cấp cho chu trình được điều chỉnh ứng với thời điểm kết thúc phun nhờ thay đổi thời điểm nâng van ngắt (thời điểm ngắt). Để điều chỉnh lượng cấp nhiên liệu chu trình đồng thời cho các xi lanh, tiến hành quay cam lệch tâm 11, nhờ vậy sẽ thay đổi chiều cao trục lắc của tay đòn van ngắt và thời điểm nâng van. Điều chỉnh lượng cấp nhiên liệu riêng từng xi lanh được tiến hành nhờ thay đổi chiều dài con đội 12 của van ngắt. Trong các bơm nhiên liệu điều chỉnh thời điểm KTC thì góc BĐC nhiên liệu tối ưu chỉ đối với 1 chế độ làm việc của động cơ, thường chỉ là chế độ định mức. Ở các chế độ làm việc khác, động cơ làm việc với tính kinh tế thấp hơn khi làm việc với các giá trị góc BĐC tối ưu ứng với mỗi giá trị vòng quay. 6.2.3. Bơm nhiên liệu điều chỉnh hỗn hợp Bơm nhiên liệu điều chỉnh hỗn hợp là loại bơm hoàn thiện nhất. Với loại bơm này góc cấp nhiên liệu cần thiết để đảm bảo suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất được điều chỉnh bởi thời điểm bắt đầu cấp, để đảm bảo tải đã cho của động cơ lượng nhiên liệu cấp cho chu trình được điều chỉnh bằng thời điểm kết thúc cấp. Với mục đích tối ưu hóa các quá trình công tác trong khoảng tải rộng các bơm nhiên liệu điều chỉnh hỗn hợp được lắp thêm cơ cấu điều chỉnh góc phun sớm chuyên dùng. Sơ đồ bơm nhiên liệu điều chỉnh hỗn hợp tương tự sơ đồ bơm điều chỉnh ở thời điểm kết thúc cấp của động cơ Sulzer RND (hình 6.5). Trong sơ đồ điều chỉnh liên hợp (xem hình 6.6.a,b) cơ cấu điều chỉnh góc phun sớm nhiên liệu liên hệ động học với các cam lệch tâm, các cam này điều khiển thời điểm mở van hút 2 và đóng van ngắt 3. Thay đổi thời điểm đóng van hút sẽ điều chỉnh góc BĐC nhiên liệu, còn thay đổi thời điểm mở van ngắt sẽ thay đổi lượng cấp nhiên liệu (đổi thời điểm mở van ngắt sẽ làm thay đổi công suất động cơ phát ra). Hơn nữa cơ cấu trên đảm bảo thay đổi góc BĐC nhiên liệu phụ thuộc vào tải bằng cách: đối với động cơ lai chong chóng thường làm việc trong khoảng 25-75% tải định mức thì khi tăng tải góc BĐC nhiên liệu tăng lên, nếu tăng tải tiếp tục góc BĐC nhiên liệu giảm xuống tương ứng với hình dạng rãnh trên thanh truyền, cơ cấu rãnh này sẽ điều khiển thời điểm đóng van hút. Trên hình 6.6.a các đường nét đứt và các mũi tên chỉ hướng dịch chuyển vị trí tay đòn của cơ cấu điều khiển ngắt 7 và tay đòn cơ cấu điều khiển cấp 8 khi tăng tải động cơ (4 -bộ điều tốc; 6 -cam). Trên hình 6.7 biểu diễn hành trình piston bơm nhiên liệu điều chỉnh hỗn hợp của động cơ Sunzer RL theo góc quay ứng với góc BĐC và thời gian cấp nhiên liìu khi tấi đờng cơ khác nhau. Nhờ điều chỉnh góc BĐC nhiên liệu như vậy nên khi tăng tải đến 85% thì áp suất cực đại của chu trình pz sẽ Hình 6.6. Bơm nhiên liệu điều chỉnh hỗn hợp của động cơ Sulzer RL. 1.thân bơm;2.van ngắt;3.van hút;4.bộ điều tốc;5.tay điều khiển; 6.cam truyền động;7.cơ cấu điều khiển ngắt; 8.cơ cấu điều khiển cấp. Hình 6.7. Sự thay đổi hành trình piston bơm nhiên liệu điều chỉnh hỗn hợp của động cơ Sulzer RL theo góc quay. 81 tăng từ từ đến định mức, còn trong khoảng tải từ 85%÷100% áp suất Pz được giữ hầu như không thay đổi và bằng với giá trị định mức. Trên các đồ thị (hình 6.8) biểu thị đặc tính thay đổi áp suất cực đại của chu trình Pz và đặc tính thay đổi suất tiêu hao nhiên liệu có ích tương đối Δge so với giá trị định mức. Trên hình vẽ, đường liền ứng với trường hợp sử dụng cơ cấu điều chỉnh góc BĐC nhiên liệu, còn đường nét đứt ứng với trường hợp không điều chỉnh góc BĐC nhiên liệu. Điều chỉnh góc BĐC nhiên liệu cho phép giảm suất tiêu hao nhiên liệu có ích 1,5÷2 g/(kW.h) Cơ cấu điều chỉnh góc BĐC nhiên liệu được lắp thêm một tay gạt 5 (xem hình 6.6.a) cho phép dịch chuyển tất cả quá trình cấp nhiên liệu về phía này hay phía kia tương đối so với ĐCT khi thay đổi loại nhiên liệu sử dụng. Khi sử dụng loại nhiên liệu có khả năng tự bốc cháy giảm thì góc BĐC nhiên liệu tăng lên. 6.3. Điều chỉnh cấp nhiên liệu đối với bơm cao áp kiểu Bôsơ Về mặt kết cấu và điều chỉnh thì bơm nhiên liệu kiểu Bôsơ đơn giản hơn dạng van trình bày trên. Lượng nhiên liệu cấp được điều chỉnh bằng cách xoay piston (hình 6.9). Khi vị trí piston 2 ở ĐCD nhiên liệu qua lỗ cấp nạp vào xi-lanh 1. Nén nhiên liệu được bắt đầu từ lúc piston bơm dịch chuyển lên phía trên và đóng mép trên của lỗ cấp nhiên liệu, kết thúc khi mép dưới của lỗ cấp được mở ra bởi mép điều chỉnh của piston. Khi đó hành trình có ích của bơm được tính từ thời điểm đóng đến thời điểm mở lỗ cấp. Khi xoay piston hành trình có ích của bơm thay đổi. Xoay piston bơm được thực hiện bằng cách dịch chuyển thanh răng 3. Khi đó cung răng 4 bắt chặt với ống quay 5 do ăn khớp với thanh răng 3 sẽ quay. ống 5 quay thì đầu vấu của piston nằm trong rãnh hướng cũng quay. Trong thời gian làm việc của động cơ vị trí thanh răng được cố định nên đầu vấu piston chỉ chuyển động lên xuống trong rãnh của ống quay 5. Thay đổi thời điểm BĐC và KTC nhiên liệu khi xoay piston trượt phụ thuộc vào độ nghiêng mép điều chỉnh phía trên và dưới của piston. Phần nhiên liệu cấp cho chu trình khi phụ tải khác nhau được thay đổi bằng cách thay đổi hành trình có ích của piston. Với phương án điều chỉnh thời điểm KTC (hình 6.10,a) còn thời điểm BĐC giữ không đổi (điểm a) thì bằng cách xoay piston sẽ thay đổi thời điểm KTC và hành trình có ích của nó. Với phương án điều chỉnh thời điểm BĐC (hình 6.10,b) còn thời điểm KTC giữ không đổi (điểm b), bằng cách xoay piston sẽ thay đổi thời điểm bắt đầu cấp và hành trình có ích của piston. Với kết cấu kiểu này khi thay đổi phụ tải góc phun sớm sẽ thay đổi. Với phương án điều chỉnh liên hợp (hình 6.10,c) hành trình có ích của piston được thay đổi nhờ thay đổi thời điểm BĐC và KTC. Các điểm ứng với các ký hiệu a1, a2, a3, b1, b2, b3, biểu thị thời điểm BĐC và KTC nhiên liệu. Trên các động cơ diesel tàu thủy sử dụng rộng rãi nhất là các loại bơm cao áp kiểu Bôsơ điều chỉnh thời điểm KTC và điều chỉnh liên hợp. Hình 6.8. Sự phụ thuộc áp suất cực đại của chu trình (a) và sự thay đổi suất tiêu hao nhiên liệu (b) vào phụ tải động cơ. Hình 6.9. Kết cấu bộ đôi bơm cao áp kiểu Bôsơ có thanh răng điều chỉnh piston. 1.xi lanh; 2.piston; 3.thanh răng; 4.cung răng; 5.ống quay vấu piston; 6.vấu piston. 82 Để tối ưu hóa quá trình công tác động cơ ở các chế độ tải bộ phận, thường sử dụng bơm cao áp có kết cấu điều chỉnh góc BĐC nhiên liệu phụ thuộc vào phụ tải. Trong trường hợp này, góc BĐC được điều chỉnh bằng cách tạo biên dạng mép vát điều chỉnh trên piston bơm cao áp. Việc điều chỉnh góc BĐC phụ thuộc kết cấu từng loại bơm: điều chỉnh thời điểm bắt đầu, kết thúc cấp hay hỗn hợp, bơm cao áp cụm hay bơm cao áp đơn. Điều chỉnh góc BĐC được tiến hành khi thay đổi loại nhiên liệu dùng cho động cơ, sau một thời gian khai thác thấy góc BĐC thay đổi nhiều so với lí lịch, ngắt bỏ hệ thống tăng áp động cơ, trạng thái kỹ thuật của nhóm piston-xi lanh động cơ, vòi phun hay nhóm piston-xi lanh bơm cao áp kém. Để điều chỉnh góc BĐC của từng bơm riêng biệt tiến hành thay đổi thời điểm nâng piston bơm cao áp (thay đổi thời điểm đóng lỗ cấp nhiên liệu) so với góc BĐC do nhà chế tạo qui định (thường được đánh dấu trên bánh đà) bằng cách điều chỉnh vít điều chỉnh trên con đội bơm cao áp. Đối với bơm cao áp cụm để thay đổi góc BĐC toàn bộ bơm tiến hành xoay mặt bích trục bơm cao áp so với mặt bích trên trục truyền động do trục khuỷu lai. Đối với bơm cao áp điều chỉnh thời điểm BĐC và điều chỉnh hỗn hợp để đảm bảo góc BĐC giống nhau thì trước khi điều chỉnh góc BĐC phải đặt thanh răng ứng với chế độ định mức và điều chỉnh lượng cấp các bơm giống nhau. Biên dạng ABC (hình 6.11, a) mép điều chỉnh phía trên của piston đảm bảo tăng góc BĐC nhiên liệu khi tăng tải động cơ đến 70% định mức, khi tăng tải tiếp tục thì góc BĐC giảm xuống. Trong vùng tải cao do phải dịch chuyển góc BĐC về phía muộn hơn nên mép điều chỉnh phía dưới của piston DE có độ dốc lớn hơn khi nhỏ tải. Mép điều chỉnh phía dưới đảm bảo tăng độ dịch chuyển thời điểm KTC về phía muộn hơn. Cũng như khi điều chỉnh góc BĐC nhiên liệu trong các bơm dạng van, trong trường hợp này áp suất cực đại của chu trình ở tải bộ phận cao hơn so với Pz ứng với góc BĐC nhiên liệu là hằng số. Suất tiêu hao nhiên liệu có ích cũng giảm Hình 6.10. Đồ thị hành trình và biên dạng mép vát của piston ứng với các phương án điều chỉnh khác nhau của bơm cao áp kiểu Bôsơ. a, b, c- điều chỉnh thời điểm KTC, BĐC và hỗn hợp. Hình 6.11. a. Biên dạng piston bơm cao áp kiểu Bôsơ động cơ MAN KZ 70/120E; b. Sự phụ thuộc áp suất cực đại của chu trình, suất tiêu hao nhiên liệu có ích vào phụ tải trong trường hợp động cơ lai chong chóng ứng với biên dạng mép piston chuẩn (đường cong 1) và ứng với biên dạng mép piston mới (đường cong 2). 83 xuống. Đặc tính thay đổi các thông số này phụ thuộc vào tải động cơ được biểu diễn trên hình 6.11.b. Khi tải cao hơn 85% định mức thì áp suất cực đại của chu trình được giữ hầu như không đổi ứng với pz của chế độ định mức. Phương pháp điều chỉnh góc BĐC nhiên liệu tương tự được dùng cho loại động cơ hãng MAN, B&W, cho cả các loại động cơ hành trình lớn loại MC/MCE. 6.4. Đặc tính điều chỉnh bơm nhiên liệu Dựa vào các đặc tính điều chỉnh để kiểm tra việc điều chỉnh bơm nhiên liệu cao áp. Các đặc tính điều chỉnh được xây dựng ở dạng toán đồ. Trên toán đồ này biểu thị mối quan hệ lẫn nhau giữa góc quay trục khuỷu, độ dịch chuyển của piston bơm, hành trình có ích của nó và vị trí cơ cấu điều chỉnh phần nhiên liệu cấp cho chu trình. Trên hình 6.12 biểu diễn đường đặc tính điều chỉnh động cơ MAN KZ70/120C trang bị bơm nhiên liệu kiểu Bôsơ điều chỉnh thời điểm KTC. Trên trục hoành về phía trái biểu diễn chỉ số tải (trong trường hợp này biểu diễn vị trí thanh răng bơm nhiên liệu), phía phải biểu diễn góc quay trục khuỷu tương đối so với ĐCT. Trục tung biểu diễn độ dịch chuyển của piston. Đường cong ha biểu thị sự phụ thuộc hành trình piston vào góc quay trục khuỷu ϕ. Piston bơm bắt đầu được nâng lên từ điểm C, điểm này được bố trí cao hơn đường khai triển phần xi lanh (đường tròn cơ sở) của cam (đường PXY ), có nghĩa là giữa con trượt cần đẩy và đường tròn cơ sở của cam quay bơm nhiên liệu có khe hở khi piston bơm ở vị trí phía dưới. Điểm a trên đường ha tương ứng với lúc bắt đầu cấp nhiên liệu, điểm b1, b2 tương ứng với lúc KTC. Đường nằm ngang BĐC ứng với vị trí piston lúc bắt đầu cấp, còn đường nghiêng KTC là vị trí của piston lúc kết thúc cấp phụ thuộc vị trí thanh răng bơm nhiên liệu TR. Tung độ trong vùng gạch chéo tương ứng với các giá trị hành trình có ích của piston ha. Phần phía trái trục tung (từ TR= 0 đến điểm d) hành trình có ích của piston bằng không (h a = 0). Đoạn này tương ứng với vùng cấp nhiên liệu bằng không. Lượng cấp nhiên liệu bằng không khi cách xoay piston trượt đến vị trí khoang nén và khoang ngắt thông với nhau qua rãnh trên thân piston. Thời gian cấp của bơm và góc BĐC ứng với một vị trí thanh răng được xác định theo thang chia góc quay trục khuỷu (được chỉ bằng kim). Các đặc tính điều chỉnh được xây dựng khi điều chỉnh bơm nhiên liệu. Hình 6.12. Đặc tính điều chỉnh bơm nhiên liệu kiểu Bôsơ, điều chỉnh KTC của động cơ MAN KZ 70/120C. 84 6.5. Kết cấu bơm nhiên liệu cao áp Bơm nhiên liệu cao áp dạng van được sử dựng chủ yếu cho các động cơ thấp tốc và một số động cơ trung tốc. Bộ phận quan trọng nhất của bơm là cặp piston-xi lanh (bộ đôi). Ví dụ: ở động cơ ДP30/50 (hình 6.13), bộ đôi gồm xi lanh 2 và piston 3. Ở tất cả các chế độ làm việc của động cơ hành trình piston bơm cao áp không đổi. Lượng nhiên liệu cấp cho chu trình được điều chỉnh bằng thời điểm BĐC thông qua van hút 8. Thời điểm BĐC được tính từ lúc đóng kín van lên đế 7, còn KTC lúc piston dịch chuyển đến ĐCT. Bằng cách xoay van lệch tâm 5, sẽ làm thay đổi đồng thời lượng nhiên liệu cấp cho chu trình trong tất cả các xi lanh động cơ. Do xoay cam lệch tâm 5, sẽ làm thay đổi vị trí tay đòn điều chỉnh 4 nên thân van nạp được nâng lên. Do đó thay đổi góc BĐC, thời gian cấp và phần nhiên liệu cấp cho chu trình. Bằng cách thay đổi chiều dài con đội van nạp nhờ vít điều chỉnh 6 sẽ điều chỉnh được lượng nhiên liệu cấp cho chu trình của từng phân bơm một. Van một chiều 1 ngăn cách phần nhiên liệu trong đường ống cao áp với không gian nến của bơm sau khi kết thúc cấp nhiên liệu. Các bơm nhiên liệu kiểu Bôsơ được sử dựng không chỉ trong các động cơ cao tốc, trung tốc mà còn cả trong một số động cơ thấp tốc. Các bơm nhiên liệu động cơ hãng B&W KFF (hình 6.14) là loại bơm nhiên liệu kiểu Bôsơ điều chỉnh kết thúc cấp lắp riêng cho từng xi lanh một. Phần đầu piston đối xứng có 2 mép điều chỉnh. ống lót 15 của bộ đôi là xi lanh dầy, trong đó có ép ống lót mỏng. Phía trên ống lót 15 được định tâm bởi mép ngoài van 2, còn phía dưới là vỏ bơm 5. Lượng nhiên liệu cấp cho chu trình được điều chỉnh bằng cách xoay piston nhờ ống lót quay 7, trong thời gian làm việc của bơm vấu piston sẽ trượt trong rãnh của ống lót quay. Ống lót quay nhờ thanh răng. Theo kết cấu của bơm góc BĐC nhiên liệu được thay đổi bằng cách dịch chuyển thẳng đứng ống lót 15. Giữa ống lót 15 và nắp bơm 1 bố trí ống 3, ống này được lắp với phần lồi của nắp bằng ren. Ren phía ngoài ống 3 lắp vừa với vít, ống này được nâng lên hoặc tháo ra bằng cách vam. Khi đó vị trí đầu phía dưới ống 3 được thay đổi, ống 15 của bộ đôi tỳ vào phía dưới ống 3. Như vậy vị trí lỗ ngắt nhiên liệu của ống lót 15 sẽ được thay đổi tương đối so với piston. Nhiên liệu nạp vào bơm theo đường ống 6, qua rãnh tròn giữa vỏ 5 và ống 15 nạp vào không gian nén phía trên piston, sau đó qua van nạp 4. Khi piston mở các lỗ ngắt nhiên liệu được nạp vào không gian nén qua các lỗ này. Hình 6.13. Bơm cao áp dùng van, điều chỉnh thời điểm bắt đầu cấp của động cơ 1.van xuất một chiều cao áp; 2.xi lanh; 3.piston ; 4.tay đòn; 5.cam lệch tâm; 6.vít điều chỉnh góc BĐC, lượng và thời gian cấp nhiên liệu; 7. đế van; 8.van cấp và xả nhiên liệu. 85 Bơm này phù hợp với động cơ dùng nhiên liệu nặng. Một phần nhiên liệu từ bơm theo đường ống 16 chảy vào thùng hòa trộn. Nhờ vậy đảm bảo tuần hoàn và sấy nóng thường xuyên bơm (tuần hoàn liên tục nhiên liệu được sấy nóng qua không gian quanh bơm). Khi chuyển động cơ đang làm việc với nhiên liệu diesel sang nhiên liệu nặng nhờ có tuần hoàn mà đảm bảo sấy nóng đồng đều bộ đôi, do đó làm giảm khả năng kẹt piston do thay đổi đột ngột nhiệt độ nhiên liệu và do mức độ sấy nóng piston, ống lót khác nhau. Khi dừng đột ngột với động cơ sử dụng nhiên liệu nặng thì nhờ có tuần hoà