Bộ điều tốc đảm nhiệm nhiệm vụ duy trì vận tốc ổn định cho trục khuỷu động cơ trong khi cần ga đang cố định và mức tải thay đổi tăng/giảm đột xuất hay liên tục. Giúp giới hạn vận tốc quay tối đa của trục khuỷu nhằm tránh các hư hỏng tới động cơ; và ổn định được mọi tốc độ theo yêu cầu làm việc ở nhiều chế độ khác nhau.
Trong thực tế trên động cơ diesel, nếu muốn ổn định vận tốc của trục khuỷu ở một tốc quay nào đó khi người lái giữ cố định chân ga, thì cần phải tăng thêm nhiên liệu khi mức tải của động cơ tăng lên đột xuất.
Còn đối với trường hợp mức tải giảm đột ngột khiến động cơ trở nên nhẹ, tốc độ trục khuỷu tăng lên thì nhiên liệu phun vào xylanh động cơ sẽ giảm. Vậy nên, trên các bơm cao áp cần phải được trang bị thêm bộ điều tốc để ổn định vận tốc của động cơ theo chế độ tải trọng. Các bạn hãy cùng VATC tìm hiểu thông tin chi tiết về chúng ngay dưới đây:
I. Yêu cầu và phân loại bộ điều tốc
Bộ điều tốc phải hoạt động linh hoạt để không làm gián đoạn việc cắt nhiên liệu, tắt máy. Lực tác động phải đủ lớn, hơn sức cản cơ khí của hệ thống truyền động, nhằm ổn định vận tốc trục khuỷu kịp thời khi có sự thay đổi tải.
Trên động cơ diesel, thông thường sẽ có 3 loại bộ điều tốc sau:
- Loại cơ khí: tác dụng nhờ lực ly tâm.
- Loại chân không: hoạt động bằng sức hút của pittong động cơ.
- Loại thủy lực: chúng hoạt động nhờ áp suất nhiên liệu lưu thông trong bơm cao áp.
II. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
1. Loại điều tốc cơ năng nhiều chế độ
Bộ điều tốc cơ khi nhiều chế độ sẽ đảm bảo rằng động cơ luôn làm việc ổn định ở mọi dải tốc độ.
#Sơ đồ cấu tạo
Bộ điều tốc cơ khí nhiều chế độ được cấu tạo từ: quả văng, tay đòn (cần), lò xo điều tốc, nối với thanh răng của bơm cao áp. Nếu muốn tăng hay giảm tốc độ của động cơ, chỉ cần thay đổi lực căng của lò xo điều tốc, ép lò xo điều tốc càng căng thì tốc độ động cơ càng cao và ngược lại.
Thông thường, người ta thường sử dụng truyền động bánh răng để đảm bảo tốc độ trục bộ điều tốc, cao hơn trục cam bơm cao áp. Nhờ đó có thể dùng quả văng có kích thước và trọng lượng nhỏ hơn, nhưng vẫn có lực lớn hơn để kéo thanh răng.
#Nguyên lý hoạt động
Khi đạp chân ga sẽ làm tăng lực căng của lò xo bộ điều tốc, động cơ sẽ hoạt động ổn định ở dải tốc độ cao hơn. Lúc này, nếu như tốc độ của động cơ tăng lên do giảm tải bên ngoài, sẽ làm tăng lực ly tâm của hai quả văng lớn hơn so với lực ép lò xo, khiến khớp trượt bị đẩy sang phải qua tay đòn kéo thanh răng về phía giảm nhiên liệu.
Nếu tốc độ của động cơ giảm, lực ly tâm của hai quả văng giảm xuống nhỏ hơn lực ép của lo xò bộ điều tốc, lò xo sẽ đẩy khớp trượt về phía bên trái, thông qua tay đòn kéo thanh răng về phía tăng nhiên liệu để thực hiện nhiệm vụ điều chỉnh tốc độ động cơ.
Nhả bàn đạp chân ga để giảm tốc độ xe, lực căng của lò xo bộ điều tốc giảm, khớp trượt bị đẩy sang phải kéo thanh răng về phía giảm nhiên liệu, khiến tốc độ động cơ giảm xuống. Bộ điều tốc tiếp tục hoạt động để điều chỉnh tốc độ của động cơ tại vị trí cố định bàn đạp ga.
Do có cơ cấu đơn giản, dễ dàng bảo dưỡng nên bộ điều tốc cơ khí được sử dụng nhiều nhất. Bộ điều tốc thường được lắp trên bơm cao áp.
2. Bộ điều tốc chân không
Bộ điều tốc chân không hoạt động thông qua sự thay đổi chân không, hoặc nhờ sức hút trong ống khuếch tán của ống góp hút. Bộ điều tốc được lắp trên bơm cao áp tập trung (bơm PE).
#Sơ đồ cấu tạo
Bộ điều tốc chân không được cấu tạo từ: màng gắn vào đầu thanh răng, màng chia buồng điều tốc thành hai buồng A và B. Buồng A thông với áp suất khí trời, còn buồng B thông với ống khuếch tán hút không khí nhờ ống nối mềm lò xo điều tốc luôn luôn luôn đẩy màng và thanh răng bơm cao áp về phía cung cấp nhiên liệu tối da (bên trái). Nút kéo tắt máy tác động trực tiếp lên thanh răng, kéo thanh răng về phía phải để cắt giảm nhiên liệu.
Độ chân không hay sức hút trong buồng chân không, thay đổi dựa theo vị trí cánh bước gió nằm trong ống khuếch tán và tốc độ trục khuỷu động cơ. Nếu tác động vào cần ga để mở rộng cánh bướm gió, sức hút ở buông chân không sẽ giảm. Ngược lại nếu đóng nhỏ cánh bướm thì sức hút trong buồng chân không sẽ tăng. Dựa vào nguyên lý này, bộ điều tốc chân không hoạt động điều chỉnh tốc độ của động cơ ở mọi tốc độ khác nhau.
#Nguyên lý hoạt động của bộ điều tốc chân không
Khi mở lớn cánh bướm gió
Trong khi động cơ đang hoạt động với tốc độ thấp, chúng ta nhấn chân ga thì bướm ga sẽ mở lớn, sức hút trong buồng chân không giảm, lò xo thắng sức hút đẩy màng và thanh răng qua phía bên trái, làm tăng lượng nhiên liệu cung cấp của bơm để gia tăng tốc độ và công suất cho động cơ.
Khi sức hút nơi buồng chân không bằng với sức căng của lò xo, màng và thanh răng sẽ ổn định ở vị trí tăng thêm lượng nhiên liệu cần thiết cho vòi phun.
Khi động cơ đang hoạt động, nếu muốn giảm tốc độ ta sẽ nhả bàn đạp ga, bướm gió sẽ khép lại, đường ống hút trong buồng chân không sẽ tăng và lớn hơn sức căng của lò xo, kéo màng và thanh rằng về phía bên phải để giảm bớt lượng nhiên liệu cung cấp của bơm cao áp, tốc độ động cơ sẽ giảm xuống.
Khi cánh bướm gió cố định
Mức tải giảm đột xuất vì lý do nào đó, động cơ sẽ trở nên nhẹ và tốc độ của trục khuỷu sẽ tăng lên. Lúc này, sức hút ở trong buồng chân không sẽ tăng mạnh, kéo màng và thanh răng về phía giảm nhiên liệu. Khi đạt được sự cân bừng giữa sức hút và sức căng của lò xo, màng sẽ giữ ổn định ở mức giảm ga, tốc độ động cơ sẽ không tăng lên nữa.
Mức tải động cơ tăng lên, vận tốc trục khuỷu sẽ giảm xuống, sức hút trong buồng chân không giảm, lò xo đẩy màng và thanh răng về phía bên trái, tăng thêm lượng nhiên liệu cung cấp của bơm và tăng vận tốc của tục khuỷu lên ổn định tốc độ như cũ, đảm bảo công suất cần thiết cho mức tải mới.
Muốn tắt máy, ta kéo nút tắt máy làm thanh răng dịch chuyển về phía về phía tận cùng bên phải, ép lò xo lại bơm ngừng cung cấp nhiên liệu.
Bộ điều tốc chân không thường được sử dụng trên động cơ diesel công suất nhỏ và trung bình.
Xem thêm: phương pháp kiểm tra bobin đánh lửa thường sử dụng
III. NỘI DUNG BẢO DƯỠNG BỘ ĐIỀU TỐC
– Làm sạch bên ngoài bộ điều tốc.
– Tháo rời và làm sạch các chi tiết.
– Kiểm tra các chi tiết.
– Lắp và điều chỉnh.
Trên là những điều cần biết cơ bản về bộ điều tốc, chúc các bạn có những kiến thức thú vị!