Home / Ô Tô / Vòi phun cao áp VE: cấu tạo, hoạt động, tháo lắp & sửa chữa

Vòi phun cao áp VE: cấu tạo, hoạt động, tháo lắp & sửa chữa

/

Vòi phun cao áp VE là gì? Tìm hiểu cơ cấu hoạt động, quy trình tháo lắp và sửa chữa các lỗi hư hỏng thường gặp đúng kỹ thuật.

vòi phun cao áp ve là gì

1. Vòi phun cao áp VE ô tô là gì?

1.1. Nhiệm vụ

Vòi phun để phân phối và phun tơi sương một lượng nhiên liệu do bơm cung cấp vào buồng đốt dưới áp suất nhất định. Nhiên liệu được phun ra với tốc độ rất lớn (233m/s bằng vận tốc âm thanh), qua các lỗ phun nhiên liệu sẽ bị xé thành các hạt nhỏ có đường kính khoảng 0,005-0,006 mm.

1.2. Yêu cầu

– Quá trình phun nhiên liệu phải đảm bảo phun tơi sương, áp suất phun phải lớn, hình dạng tia phun phải phù hợp với buồng cháy. Vì chất lượng phun nhiên liệu ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng động cơ.

– Thời điểm phun và lưu lượng phun nhiên liệu phải phù hợp với từng chế độ tải trọng của động cơ.

– Lượng phun nhiên liệu phải đồng đều với các xilanh.

– Do vòi phun làm việc với áp suất lớn, đầu vòi phun tiếp xúc trực tiếp với khí cháy vì vậy yêu cầu vòi phun phải có độ bền cao, phải được gia công chính xác, phải dễ dàng cho việc sửa chữa thay thế và phải có giá thành thấp. 

1.3. Phân loại

Có hai loại vòi phun: Vòi phun loại kín và vòi phun loại hở (ít dùng). Vòi phun kín thường chia làm hai loại:

Vòi phun kín một lỗ có chốt: Có một lỗ phun, đầu kim phun có chốt hướng dẫn tia nhiên liệu, vòi phun thường dùng ở những động cơ có buồng đốt phân chia, áp suất phun thấp (khoảng 100-159 KG/cm2) như các động cơ, Toyota 2C, Hyundai-1,25T…

Vòi phun kín nhiều lỗ không có chốt: Có từ một đến nhiều lỗ phun, đường kính lỗ phun nhỏ (từ 0,05-0,34 mm) không có chốt hướng dẫn, loại này thường dùng ở những động cơ có buồng đốt không phân chia, áp suất phun cao (160-250KG/cm2).

2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc vòi phun cao áp VE

2.1. Cấu tạo chung

cấu tạo các loại vòi phun
Cấu tạo các loại vòi phun

Cấu tạo của vòi phun cơ bản giống nhau, bao gồm các phần

2.1.1. Thân vòi phun

Trên thân vòi phun có đường dầu vào, đường dầu hồi và vít xả không khí được bố trí ngay tại đai ốc bắt đường dầu vào tùy thuộc vào hình dạng và kết cấu của vòi phun mà cách bố trí đường dầu vào và đường dầu hồi khác nhau. Trong thân vòi phun còn có lò xo trụ đẩy ép kim phun đóng kín vào đế của nó ở dầu phun. Đối với một số loại vòi phun còn có vít để điều chỉnh sức căng của lò xo.

2.1.2. Đầu phun

– Đầu phun có chứa kim phun và ổ đặt, phần dưới đầu phun có một hay nhiều lỗ tin phun, phần thân đầu phun có gia công lỗ dẫn dầu vào thông với đường dầu vào thân vòi phun.

– Thân vòi phun được lắp với vòi phun bằng đai ốc trong phần dầu vòi phun cặp bộ đôi kim phun và dót phun là cặp chi tiết được gia công rất chính xác, độ bóng bề mặt kim phun và bề mặt tiếp xúc giữa phần mặt côn dẫn hướng kim phun và ổ đặt kim phun không nhỏ hơn Ra = 12, khe hở giữa các mặt trụ phần dẫn hướng kim phun nằm trong khoảng 0,003-0,006 mm độ côn và độ ô van phân trụ không vượt quá 0,001-0,002 mm.

2.2. Vòi phun kín một lỗ có chốt

Cấu tạo và hoạt động kim phun vòi phun, vòi phun kín một lỗ có chốt

Cấu tạo:

– Đặc điểm cơ bản để nhận biết vòi phun là trên đầu van kim (hay kim phun) có một chốt hình dạng khác biệt. Nếu ta quan sát vòi phun chốt dã lắp hoàn chỉnh ta có thể nhìn thấy một chốt nhỏ nhô ra từ lỗ phun khoảng 0,4-0,5 mm.

– Thân vòi phun được làm bằng khối thép đúc định hình. Trên thân vòi phun có đường dầu vào (đường dẫn nhiên liệu 3), đường dầu hồi 8 và đai ốc 6 dùng để xả không khí. Tuỳ thuộc vào hình dạng và kết cấu của vòi phun mà cách bố trí đường dầu vào và đường dầu hồi khác nhau. Trong thân vòi phun có lò xo trụ 10 đẩy để ép ti đẩy và ti đẩy ép kim phun đóng kín vào đế kim phun 13 và ở phía trên có căn đệm điều chỉnh 9 để điều chỉnh sức căng của lò xo (đối với một số loại vòi phun còn dùng vít để điều chỉnh).

– Đầu phun 13 có chứa kim phun ổ đặt của kim phun phần dưới đầu phun 13 trong phần dầu vòi phun có đót kim phun là cặp chi tiết được gia công chính xác, độ bóng bề mặt kim phun và các bề mặt tiếp xúc giữa phần con và phần dẫn hướng kim phun và ổ đặt không nhỏ hơn Ra = 12, khi khe hở giữa các mặt trụ phẫn dẫn hướng kim phun nằm trong khoảng 0,003-0,006 mm, độ côn và độ ô van phần trụ không vượt quá 0,001-0,002 mm.

– Các lỗ phun có đường kính nhỏ được bố trí trong núm số lượng đường kính cách bố trí và độ nghiêng của lỗ phun so với đường tâm tuỳ thuộc vào phương pháp hình thành hỗn hợp nhiên liệu, hình dạng buồng cháy và cách bố trí buồng cháy.

– Trong động cơ diesel sử dụng buồng cháy thống nhất không tận dụng được xoáy lốc của dòng không khi thì các vòi phun có thể đến tám lỗ phun và có đường kính 0,2 mm, loại buồng cháy có tận dụng xoáy lốc các vòi phun thường chỉ có 2-8 lỗ phun và đường kính khoảng 0,4-0,6 mm.

Nguyên lý làm việc vòi phun kín một lỗ có chốt:

– Trong hành trình nén của piston bơm cao áp nhiên liệu từ đường ống cao áp đi vào đường ống dẫn nhiên liệu 3 qua lưới lọc 7 vào khoang áp lực của vòi phun áp lực này sẽ tác dụng lên mặt côn của kim phun nâng kim phun áp lực này lớn hơn áp lực của lò xo 10 đẩy kim phun nâng lên kim phun sẽ mở lỗ phun cho nhiên liệu phun vào một xilanh nào đó ở thời điểm cuối nén đầu nổ

– Độ nâng kim phun bị giới hạn bởi khoảng cách tối đa giữa mặt phẳng trên phần trụ dẫn hướng của kim phun với mặt phẳng dưới của thân với phun để giảm mức độ hao mòn do va đập giữa mặt côn và thân kim phun cũng như đảm bảo độ kín khít lâu dài, độ này thường giới hạn trong khoảng 0,3-0,5 mm.

– Khi bơm cao áp kết thúc quá trình cung cấp nhiên liệu vào khoang áp suất của vòi phun do đó áp lực nhiên liệu trong khoang giảm đột ngột, lò xo 10 sẽ đẩy kim phun đi xuống đóng mặt côn của kim phun với đế của vòi phun nhiên liệu ngừng cung cấp cho động cơ. Lượng nhiên liệu rò rỉ qua phần dẫn hướng của kim phun cũng như qua mặt phẳng tiếp xúc giữa bộ đôi kim phun và thân kim phun vào khoang chứa lò xo 10 nhiên liệu sẽ được đưa ra đường dầu hồi số 8 để về thùng chứa.

2.3. Cấu tạo vòi phun kín nhiều lỗ không có chốt 

cấu tạo của vòi phun kín nhiều lỗ không có chốt
Cấu tạo của vòi phun kín nhiều lỗ không có chốt

Cấu tạo:

– Loại vòi phun này có áp suất phun (150-180) kg/cm2 và thường được sử dụng ở động cơ có buồng cháy thống nhất, về cấu tạo chung thì giống như vòi có chốt nhưng có sự khác biệt với vòi phun chốt ở chỗ phần đầu kim phun có chốt lại tạo nên một núm ở giữa. phun

– Các lỗ phun có đường kính nhỏ lại được bố trí trong núm. Số lượng đường kính cách bố trí và độ nghiêng của các lỗ phun so với đường tâm tuỳ thuộc vào phương pháp hình thành hỗn hợp nhiên liệu, hình dạng và cách bố trí buồng cháy.

– Trong các động cơ diesel sử dụng buồng cháy thống nhất không tận dụng buồng cháy xoáy lốc của dòng khí thì vòi phun có thể có đến tám lỗ phun và dường kính khoảng 0,2mm. Loại buồng cháy có tận dụng xoáy lốc thì các vòi phun có từ 2 đến 8 và đường kính khoảng các vòi phun có từ 0,4-0,6 mm. Loại buồng cháy Man 1 đến 2 lỗ phun và đường kính khoảng 0,4-0,6 mm. 

Nguyên lý làm việc:

– Trong hành trình nén của piston bơm cao áp, nhiên liệu được bơm với áp suất cao và được đưa từ đường ống cao áp vào thân vòi phun. Khi áp lực của nhiên liệu tác dụng lên mặt côn để nâng kim phun lớn hơn áp lực của lò xo, kim phun sẽ bị đẩy lên và làm cho phần côn dưới của kim phun mở lỗ phun cho nhiên liệu phun vào buồng đốt. Vào thời điểm xả nhiên liệu trong bộ đôi bơm cao áp, áp suất nhiên liệu trong buồng áp suất giảm đột ngột, áp lực của lò xo qua trụ đẩy sẽ làm kim phun hạ xuống nhanh. Khi mặt côn dưới cùng áp khít với ổ đặt thì khoang áp suất và lỗ phun hoàn toàn bị ngăn cách.

– Lượng nhiên liệu bị rò rỉ qua phần dẫn hướng của kim phun cũng như qua mặt phẳng tiếp xúc giữa bộ đôi kim phun và thân vòi phun để bôi trơn và làm mát sau đó qua khoang lò xo và theo đường dầu hồi về thùng chứa nhiên liệu.

3. Quy trình tháo lắp, bảo dưỡng, sửa chữa vòi bơm cao áp

3.1. Quy trình tháo vòi phun

Bước 1: Tháo ống cấp nhiên liệu cho vòi phun: Nới lỏng các đai ốc của 4 ống. Tháo 2 đai ốc kẹp trên 4 ống cấp nhiên liệu và 2 kẹp dưới.

Bước 2: Tháo ống dầu hồi: Tháo ống cấp nhiên liệu ra khỏi ống dầu hồi. Tháo 4 đai ốc, ống dầu hồi và 4 đệm.

Bước 3: Tháo các vòi phun: Tháo 4 vòi phun, đế và đệm. Vòi phun tháo ra đặt theo đúng thứ tự.

Bước 4: Tháo rời vòi phun: Dùng STT tháo ốc nắp vòi phun. Tháo lò xo nén, đệm, chốt ép đĩa cách và cụm vòi phun. Khi tháo rời vòi phun không đánh rơi các chi tiết bên trong.

3.2. Quy trình kiểm tra chi tiết

3.2.1. Kiểm tra đót kim và kim phun

– Thông các mạch dầu nơi đót kim bằng dụng cụ chuyên dụng. Nếu không có dụng cụ chuyên dụng thì ta tiến hành bằng một dây kim loại mềm

– Kiểm tra các hư hỏng trên bằng mắt và thiết bị chuyên dùng kiểm tra lò xo (dùng thước kẹp và lực kế).

3.2.2. Kiểm tra lò xo vòi phun

– Sau một thời gian làm việc lò xo vòi phun thường có những hư hỏng sau: Bị gãy do làm việc lâu ngày, lò xo bị mất bàn tính chiều dài lò xo không đúng quy định dẫn đến lực nén lò xo cũng bị thay đổi.

– Kiểm tra các hư hỏng trên bằng mắt và thiết bị chuyên dùng kiểm tra lò xo (dùng thước kẹp và lực kế).

3.2.3. Kiểm tra kim phun và đót kim

– Trước khi kiểm tra đót kim và kim phun ta tiến hành làm sạch dót kim và kim phun bằng cách ngâm trong dầu sạch sau đó dùng bàn chải lông làm sạch các muội than bám vào đót kim và dầu kim phun.

– Dùng dụng cụ đặc biệt có đầu kim loại mềm để thông các lỗ phun dầu bị tắc, nới đót kim sau đó dùng khí nén để thổi sạch.

– Thông các mạch dầu nơi đót kim bằng dụng cụ chuyên dụng. Nếu không có dụng cụ thì dùng một dây kim loại mềm.

– Bằng mắt ta có thể quan sát được các vết mòn biểu thị bằng các vết xám mờ, vết xước.

– Nếu dùng kính lúp ta có thể thấy rõ hơn những vết mòn và vết cào xước. 

– Có thể kiểm tra độ mòn của kim phun và đốt kim bằng cách ngâm chúng trong dầu sạch sau đó lắp kim phun và đót kim sau đó đặt nghiêng kim phun từ 45-60 độ rồi kéo kim phun ra 2/3 chiều dài sau đó bỏ tay ra nếu kim phun chuyển động từ từ trong đót kim do trọng lượng của nó là khe hở còn tốt ngược lại là khe hở lớn hơn.

– Có thể kiểm tra chốt của kim phun bằng dưỡng kiểm tra. 

3.2.4. Kiểm tra thân vòi phun

– Dùng mắt quan sát xem hư hỏng của các đầu lỗ ren.

– Kiểm tra các mạch dầu xem có bị tắc không.

3.3. Quy trình lắp vòi phun cao áp VE

Bước 1: Lắp thân đỡ vòi phun: Lắp đai ốc vòi phun, cụm vòi phun, đĩa cách, chốt ép, lò xo ép đệm điều chỉnh và thân đỡ vòi phun sau đó xiết đai ốc lắp bằng tay. Xiết quá chặt làm biến dạng vòi phun và kẹt kim phun hay các hư hỏng khác.

Bước 2: Lắp các vòi phun: Đặt bốn đệm mới vào bốn vòi phun lên lỗ vòi phun của ắc quy lắp. Xiết chặt quá sẽ gây biến dạng vòi phun dính kim phun và các hư hỏng khác.

Bước 3: Lắp bốn ống dầu hồi: Lắp bốn đệm mới vào bốn ống dầu hồi bằng bốn đai ốc. Nối ống nhiên liệu vào ống dầu hồi.

Bước 4: Lắp ống cấp nhiên liệu cho vòi phun: Đặt 2 kẹp dưới lên ống góp nạp. Lắp 4 ống cấp nhiên liệu.

4. Cách cân chỉnh vòi phun

4.1. Kiểm tra trên bàn thử nghiệm chuyên dùng

Quy trình kiểm tra vòi phun:

– Chuẩn bị thiết bị kiểm tra như hình vẽ kiểm tra xem thiết bị còn làm việc bình thường không.

– Chuẩn bị dầu của thiết bị yêu cầu loại dầu phải đúng loại, sạch. 

– Đọc các số đo trên đồng hồ đo áp suất (mỗi vạch = 2 bar). 

– Trên thiết bị còn có van khóa, chặn dầu lên đồng hồ.

– Phía ngoài của thiết bị còn có một cần điều khiển piston lên xuống.

– Trong thân của thiết bị còn có cặp piston xilanh và cơ cấu dẫn động cặp piston xilanh làm việc.

– Đường dầu ra của thiết bị còn có một van cao áp.

Chú ý: Khi sử dụng thiết bị cần chú ý vặn van khóa đường dầu lên đồng hồ để tạo áp lực trong piston và xilanh sau đó khi tạo xong ta mới được mở van để tránh làm hỏng đồng hồ.

Gá lắp:

– Lắp cần điều khiển piston vào thiết bị (nếu đã bị tháo ra).

– Lắp đường ống cao áp và đầu nổi trên thiết bị. 

– Lắp vòi phun cần kiểm tra vào đường ống cao áp đầu kia của thiết bị.

Kiểm tra đánh giá kết quả:

Trên thiết bị kiểm tra vòi phun ta có thể kiểm tra được áp suất của vòi phun, hình dạng của tia phun, độ tơi sương của nhiên liệu, kiểm tra được độ kín khít của vòi phun, kiểm tra được hiện tượng phun rớt.

4.2. Kiểm tra điều chỉnh áp suất vòi phun

– Áp suất mở của vòi phun từ (95-175kg/cm2) phụ thuộc vào từng loại vòi phun được ghi trên thân vòi phun hoặc trong sổ tay kỹ thuật.

Kiểm tra áp suất phun của vòi phun:

– Kiểm tra áp suất phun của vòi phun bằng thiết bị kiểm tra.

– Tạo áp suất trong xilanh của thiết bị sau đó mở van tạo áp suất cho dầu lên đồng hồ sau đó tiếp tục dùng tay đòn tạo tiếp áp suất đến khi vòi phun phun nhiên liệu, đọc trị số trên đồng hồ rồi so sánh với trị số quy định của từng loại vòi phun.

– Áp suất của vòi phun được điều chỉnh thông qua sức căng của lò xo phun. 

– Muốn thay đổi sức căng của lò xo vòi phun người ta có 2 cách để thay đổi sức căng lò xo là dùng căn đệm điều chỉnh, hoặc dùng vít điều chỉnh. 

Điều chỉnh áp suất phun của vòi phun thông qua căn đệm điều chỉnh:

– Thay đổi chiều dày căn đệm để thay đổi sức căng lò xo.

Điều chỉnh bằng vít điều chỉnh:

– Điều chỉnh áp suất phun của vòi phun thông qua một vít điều chỉnh phía trên đầu vòi phun.

– Khi điều chỉnh nới lỏng bu lông hãm sau đó mới tiến hành điều chỉnh như.

– Vặn vít vào tăng sức căng lò xo dẫn đến áp suất phun tăng theo và ngược lại vặn vít ra thì sức căng lò xo giảm dần dẫn đến áp suất phun giảm.

4.3. Kiểm tra độ kín khít của đót kim phun

– Lắp vòi phun vào thiết bị kiểm tra vòi phun sau đó tác động vào cần bơm tay của thiết bị cho áp suất nhiên liệu thấp thua áp suất phun khoảng 20kg/cm2 đó giữ cần bơm tay ở đó. 

– Quan sát kim áp kế của thiết bị kiểm tra không được tụt quá 14kg/cm2 trong thời gian 10-20 giây với vòi phun mới, 5-10 giây với vòi phun cũ. 

4.4. Kiểm tra hiện tượng phun rớt 

– Sau khi vòi phun mở thì phải ngắt ngay nếu khi ngắt mà còn những giọt nhiên liệu chảy ra thì người ta gọi là hiện tượng phun rớt nhiên liệu. Hiện tượng phun rớt ảnh hưởng tới việc tạo muội than trong buồng đốt.

– Hiện tượng phun rớt do nguyên nhân mòn mặt côn đóng kín giữa đót kim và kim phun của vòi phun.

– Kiểm tra hiện tượng này bằng cách lắp vòi phun vào thiết bị kiểm tra. Sau đó tác động vào cần điều khiển của thiết bị cho vòi phun phun nhiên liệu sau khi phun vòi phun ngắt ta quan sát đầu vòi phun nếu thấy những giọt nguyên liệu nhỏ giọt thì đó là hiện tượng phun rớt do mặt côn của đóng kín giữa đót kim và kim phun bị mòn gây hiện tượng phun rớt. 

4.5. Kiểm tra tia phun và độ tơi sương khi phun

các dạng tia phun và độ tơi sương khi phun
Các dạng tia phun và độ tơi sương khi phun

Gắn vòi phun vào thiết bị kiểm tra, thao tác như sau:

– Gắn vòi phun vào thiết bị kiểm tra khóa van đồng hồ áp suất.

– Cử động cẩn bơm cho vòi phun phun nhiên liệu rồi quan sát dạng tin phun ta thấy chùm nhiên liệu phun ra, phải phun sương nhuyễn và tinh dầu bắn ra phải thẳng mạnh.

– Phải đủ số tia đối với vòi phun nhiều lỗ phun dầu.

– Đối với loại một lỗ phun dầu, chùm nhiên liệu phải phun sương tốt, không nhiều và đối xứng với đường tim của kim phun.

Xem thêm:

This div height required for enabling the sticky sidebar
error: Content is protected !!
Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :