Vòi phun cao áp: Cấu tạo, nguyên lý và phương pháp sửa chữa
Vòi phun cao áp đảm nhiệm nhiệm vụ phun nhiêu liệu vào buồng đốt dưới dạng sương mù với áp suất cao. Chúng được cấu tạo để thực hiện đạt các yêu cầu: Giới hạn được áp suất phun nhiên liệu do bơm cao áp bơm tới, và có thể xé tơi nhiên liệu thành dạng sương và phân tán đều nhiên liệu trong buồng đốt, giúp nhiên liệu cháy hoàn toàn.
Dưới đây, các bạn hãy cùng trung tâm dạy nghề ô tô VATC tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý và phương pháp sửa chữa chúng:
I. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của vòi phun cao áp
-
Cấu tạo vòi phun cao áp
Thân vòi phun, trên thân có ống dẫn dầu từ bơm cao áp tới ống dẫn dầu về. Trong thân vòi phun có lò xo và ty đẩy, nó luôn tỳ lên kim phun khiến kim phun đóng kín vào đế của nó. Vít điều chỉnh áp suất phun được bố trí tại đầu trên thân vòi phun.
Đế kim phun, bên trong có lắp kim phun và nối thông với đường dầu đến nhờ rãnh tròn. Phần dưới để kim phun sẽ có một hoặc nhiều lỗ phun dầu rất nhỏ.
Đai ốc dùng để xiết chặt đế kim phun với thân vòi phun. Vòi phun cao áp được bắt chặt vào nắp máy nhờ gugoong và mặt bích, hoặc vặn chặt bằng ren.
Phần dưới kim phun được gia công hai đoạn hình côn. Đoạn côn trên dùng để nâng đỡ kim phun lên, dưới áp suất nhiên liệu để mở lỗ phun dầu. Đoan con dưới dùng để đóng kín vào đế của nó, nhờ lực ép của lò xo và ty đẩy.
- Vòi phun cao áp được phân làm hai loại, đó là: Vòi phun kín và Vòi phun hở (hiện nay động cơ diesel chủ yếu dùng vòi phun kín).
Vòi phun kín là loại vòi phun khi kết húc phun, lò xo ấn kim phun vào đế để của nó ngăn cách vòi phun với buồng đốt. Và vòi phun kín cũng được phân thành 2 loại:
# Vòi phun kín có chốt
Ở đuôi kim phun có một chốt hình trụ hoặc hình côn nhô ra khỏi lỗ phun khoảng 0.5 mm khi kết thúc phun, hạn chế tình trạc bị tắc lỗ phun dầu. Chùm tia nhiên liệu phun ra có dạng hình côn 4 – 6 tùy theo từng loại vòi phun.
Có 3 loại chốt gồm: chốt hình côn, chốt ngắn và chốt dài.
# Vòi phun kín không có chốt đóng kín lỗ
Loại vòi phun này lỗ phun hở, có thể có một hoặc nhiều lỗ phun dầu. Nếu là loại có nhiều lỗ thì nơi cuối dót kim có phần nhô ra dạng chỏm và có khoan nhiều lỗ phin dầu, thường sẽ có 2 – 10 lỗ phun. Đường kính lỗ phun từ 0.1 – 0.35 mm và được bố trí cách đều nhau.
Áp suất phun của loại vòi phun này từ 15 – 18 MN/m2
-
Nguyên lý hoạt động của vòi phun cao áp
Nhiên liệu có áp suất cao từ bơm cao áp được dẫn vào đầu ống nối theo đường dẫn dầu vào khoang chứa nhiên liệu. Khi áp lực của nhiên liệu tác động lên mặt côn, chịu lực phía trên của kim phun thắng sức căng của lò xo sẽ nâng kim phun lên.
Nhiên liệu từ khoang qua lỗ phun, phun vào buồng đốt động cơ. Kim bơm cao áp kết thúc quá trình cung cấp nhiên liệu, áp suất trong khoang giảm đột ngột, lò xo đẩy kim phun đi xuống đóng kín lỗ phun, vòi phun kết thúc phun.
Trong quá trình phun, một ít nhiên liệu sẽ lọt qua khe hở giữa kim phun và đế kim phun đi lên khoang chứa lò xo rồi theo ống dẫn dầu về lại thùng chứa.
Áp suất phun dầu có thể điều chỉnh được bằng cách xoay vít điều chỉnh trên thân vòi phun. Xoay vít điều chỉnh vào sẽ tăng thêm sức căng lò xo, áp suất phun dầu sẽ tăng. Ngược lại, xoay vít điều chỉnh ra sẽ giảm sức căng của lò xo, áp suất phun dầu giảm.
Vòi phun của một số động cơ còn có thể điều chỉnh áp suất phun dầu bằng cách thêm hay bớt những miếng đệm mỏng trên lò xo.
II. Dấu hiệu hư hỏng và biện pháp sửa chữa
-
Dấu hiệu hư hỏng
Có 2 hiện tượng hư hỏng thường gặp ở hệ thống này mà chúng ta có thể dễ dàng nhận biết
# Kim phun bị kẹt trong đế kim phun
Lúc này, vòi phun phun yếu hoặc không thể phun được. Nguyên nhân có thể là do:
- Các tạp chất lọt vào kim phun, trước khi lắp không vệ sinh sạch sẽ còn đọng lại trong đế kim phun.
- Nhiên liệu bị lẫn nước hoặc sử dụng nhiên liệu không đảm bảo chất lượng.
- Động cơ quá nóng khiến nhiên liệu giảm độ nhớ dẫn tới kim phun bị biến dạng.
- Lắp kim phun vào động cơ không đúng yêu cầu kỹ thuật.
# Chất lượng phun kém
Lúc này, vòi phun dạng hạt, yếu, tia phun lệch hoặc vòi phun không phun được. Nguyên nhân có thể là do: Lò xo yếu, ty đẩy gãy; Mòn kim phun và đế kim phun; Thân và nắp vòi phun bị vỡ, nứt; hoặc vít điều chỉnh chờn hỏng ren không điều chỉnh được áp suất phun.
-
Cách tháo ráp vòi phun cao áp
# Tháo vòi phun cao áp từ động cơ.
- Vệ sinh sạch sẽ bên ngoài vòi phun cao áp.
- Tháo các đường ống dẫn dầu: từ bơm cao áp tới vòi phun và đường ống dẫn dầu hồi về thùng.
- Sử dụng cờ lê dạng dẹt để tháo các đường ống dẫn.
- Tháo đai ốc và mặt bích bắt chặt giữa vòi phun cao áp với nắp máy.
- Lựa chọn đúng dụng cụ tháo và nới lỏng đều các đai ốc.
- Tháo vòi phin ra khỏi nắp máy, chú ý không để rơi đệm làm kín.
# Tháo rời vòi phun cao áp
- Vệ sinh sạch sẽ bên ngoài vòi phun cao áp
- Tháo rời các chi tiết cùa vòi phun cao áp theo đúng trình tự.
- Bàn tháo ráp, khay đựng phải sạch sẽ, sử dụng dầu diesel sạch để rửa các chi tiết.
- Kiểm tra tình trạng hư hỏng và sửa chữa các chi tiết của vòi phun cao áp.
# Quy trình lắp ráp
- Lắp các chi tiết của vòi phun cao áp theo trình tự ngược lại với quy trình tháo ở trên.
- Lắp vòi phun cao áp lên động cơ.
-
Kiểm tra vòi phun cao áp
# Kiểm tra trên động cơ
- Tháo rời lần lượt các vòi phun ra khỏi động cơ.
- Vệ sinh sạch và lau khô bên ngoài của vòi phun cao áp.
- Lắp vòi phun lên ống dầu cao áp cho phun ra ngoài không khí.
Quay trục khuỷu động cơ cho bơm cao áp hoạt động. Hãy quan sát hình dáng chùm tia nhiên liệu phun ra xem có đủ số tia hay không, chất lượng phun phải dưới dạng sương mù và không có nhiên liệu nhỏ giọt ở đầu lỗ phun. Rồi chúng ta tiếp tục:
- Lắp vòi phun vào thiết bị.
- Khóa van đồng hồ áp suất.
Tác động vào cần bơm tay khoảng 10 lần/phút, quan sát chùm tia nhiên liệu phun ra có dạng sương mù, tia nhiên liệu phun ra mạnh, thẳng và đủ số tia với loại vòi phun nhiều lỗ phun.
# Kiểm tra, điều chỉnh áp suất phun của vòi phun cao áp
- Lắp vòi phun cần kiểm tra vào thiết bị kiểm tra.
- Mở van đồng hồ áp suất.
- Tác động vào cần bơm tay tầm 10 lần/phút khi vòi bắt đầu phun nhiên liệu, đọc và ghi lại trị số trên đồng hồ, sau đó so sánh với áp suất tiêu chuẩn của nhà sản xuất đề ra.
- Nếu áp suất phun thấp hơn quy định, hãy nới đai ốc hãm ra, vặn vít điều chỉnh vào hay thêm đệm để tăng sức căng của lò xo. Sau đó vặn chặt đai ốc hãm lại.
- Nếu áp suất phun của vòi phun cao hơn quy định, hãy nới lỏng đai ốc hãm ra và xoay vít điều chỉnh ra (hoặc đệm để giảm bớt sức căng của lò xo). Sau đó vặn chặt đai ốc hãm lại như cũ.
# Kiểm tra độ kín của kim phun
- Mở van đồng hồ áp suất.
- Bơm tay để cho áp suất dạt tới trị số thấp bé hơn áp suất phun khoản 7 kG/cm2. Giữ yên cần bơm tay.
- Quan sát kim đồng hồ, áp suất kim không giảm quá 14 kG/cm2 trong khoảng 35 giây. Nếu áp suất giảm nhanh hơn là do van kin đã mòn hoặc lắp đế kim không đạt yêu cầu.
-
Sửa chữa vòi phun cao áp
#Sửa chữa nắp và thân vòi phun
Hư hỏng và kiểm tra: Hư hỏng ở nắp và thân thường là bị nứt, chờn hỏng lỗ ren lắp đầu nối ống ống dẫn. Quan sát bằng mát hoặc sử dụng kính lúp để quan sát những vết nứt nhỏ.
Sửa chữa: Nắp và thân nứt, vỡ hàn đắp, sửa nguội phẳng, các lỗ ren bắt ống dẫn chờn, hỏng ren hàn đắp ta rô lại ren.
#Sửa chữa vít điều chỉnh, lò xo và ty đẩy
Hư hỏng và kiểm tra: Lò xo yếu, giảm tính đàn hồi; Hư hỏng vít điều chỉnh chờn hỏng ren; Ty đẩy vỡ, sứt đầu tiếp xúc với kim phun và bị gãy; Kiểm tra quan sát bằng mắt phát hiện chờn hỏng ren vít điều chỉnh, nứt, gãy ty đẩy.
Kiểm tra lò xo xem có bị giảm tính đàn hồi hay không. Sử dụng thiết bị chuyên dụng để kiểm tra áp suất vòi phun để xác định lò xo bị giảm tính đàn hồi, hoặc đo chiều dài lò xo rồi so sánh với chiều dài tiêu chuẩn của lo xo.
Sửa chữa: Lò xo giảm tính đàn hồi thì thêm đệm hoặc thay mới lò xo đúng loại; Vít điều chỉnh chờn hỏng ren cần thay mới đúng loại; Ty đẩy gãy, sứt thay mới.
#Sửa chữa kim phun và đế kim phun
Hư hỏng và kiểm tra: Hư hỏng kim phun, đế kim phun bị mòn hoặc có thể kim phun bị gãy. Kiểm tra trên thiết bị chuyên dùng để xác định hư hỏng của kim phun và đế kim phun.
Sửa chữa: Kim phun và đế kim phun bị mòn > 0,002 mm , kim phun bị gãy thay cả bộ.
Sau khi sửa chữa và thay thế các chi tiết của vòi phun cần kiểm tra điều chỉnh áp suất phun đúng tiêu chuẩn của nhà chế tạo quy định.
Trên là toàn bộ thông tin về vòi phun cao áp trong động cơ ô tô. Chúc tất cả các bạn học nghề sửa chữa ô tô có những kiến thức thú vị, và có thể áp dụng chúng vào trong sửa xe hơi thực tiễn.
Xem thêm: Bộ điều tốc – Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
