Tổng quan động cơ diesel

[nissan]

Tổng quan động cơ diesel

Động cơ diesel sử dụng nhiên liệu diesel. Nó tạo ra công suất cao ở tốc độ thấp và có cấu tạo vững chắc. Tính kinh tế nhiên liệu tốt hơn so với động cơ xăng.

Sự khác biệt giữa động cơ xăng và động cơ diesel
Ngoài sự khác nhau về loại nhiên liệu mà động cơ sử dụng, động cơ xăng và diesel còn sử dụng những cơ cấu khác nhau.
1 Buồng cháy
Động cơ diesel không được trang bị hệ thống đánh lửa có bugi. Thay vào đó, nhiệt sinh ra trong quá trình nén sẽ làm cho nhiên liệu tự bốc cháy. Vì vậy tỷ số nén được đặt cao hơn.
2 Hệ thống sấy sơ bộ
Để hỗ trợ cho khả năng khởi động của động cơ, động cơ diesel có một hệ thống sấy sơ bộ sử dụng bugi sấy để sấy nóng khí nạp.
3 Hệ thống nhiên liệu
Động cơ diesel có một bơm nhiên liệu và các vòi phun để phun nhiên liệu vào trong buồng cháy ở áp suất cao.

Hoạt Động


Kích chuột lên nút tương ứng trên hình vẽ

Để tạo ra năng lượng chuyển động cho xe, động cơ 4 kỳ thông thường sẽ lặp lại bốn chu kỳ hoạt động như trong hình vẽ sau.

Không giống như động cơ xăng, động cơ diesel không có hệ thống đánh lửa.

Thay vào đó, nhiên liệu được nén với áp suất cao phun vào không khí có áp suất và nhiên độ cao nhằm làm cho nhiên liệu tự bốc cháy.

1 Xupáp nạp

2 Xupáp xả

3 Vòi phun

4 Buồng cháy

5 Píttông

6 Thanh truyền

7 Trục khuỷu

• Sơ đồ cho thấy động cơ có buồng cháy loại xoáy lốc.

Kỳ nạp
Xupáp xả đóng và xupáp nạp mở. Hành trình đi xuống của píttông chỉ hút không khí vào trong xylanh qua xupáp nạp lúc này đang mở

Kỳ nén
Khi píttông hoàn tất hành trình đi xuống, xupáp nạp đóng lại. Với hành trình đi lên của píttông, không khí được hút vào trong xylanh bị nén mạnh và đạt đến nhiệt độ cao.
Tỷ số nén của động cơ diesel = 15 đến 23 (khoảng 2 đến 3 lần so với động cơ xăng).
Nhiệt độ buồng cháy = 5000 đến 8000C.


Kỳ cháy
Khi píttông gần hoàn tất hành trình đi lên, vòi phun sẽ phun nhiên liệu dưới áp suất cao vào không khí đã đạt đến áp suất và nhiệt độ cao.
Nhiệt độ cao của không khí làm cho nhiên liệu tự bốc cháy, kết quả gây nên cháy và nổ.
Lực của sự cháy này sẽ ấn píttông đi xuống và làm quay trục khuỷu.



Kỳ xả
Xupáp xả mở ra khi píttông hoàn tất hành trình đi xuống.
Sau đó hành trình đi lên tiếp theo của píttông sẽ làm khí xả, sản phẩm của quá trình cháy, bị đẩy ra khỏi xylanh


Buồng Cháy

Buồng cháy bao bồm khoảng không tạo bởi giữa píttông, thân máy và nắp quylát.



A Loại xoáy lốc
Thông thường bao gồm một buồng cháy xoáy lốc hình cầu ở trên đỉnh của buồng cháy chính. Buồng xoáy lốc nối với buồng cháy chính bằng một khe thông. Trong quá trình nén, không khi đi vào buồng xoáy lốc để tạo nên xoáy lốc mạnh. Vòi phun sẽ phun nhiên liệu vào trong buồng xoáy lốc.

B Loại phun trực tiếp

Bao gồm buồng cháy chính được tạo thành giữa nắp quylát và pítông và nhiên liệu được phun trực tiếp từ vòi phun vào buồng cháy.
1 Buồng cháy chính
2 Bugi sấy
3 Vòi phun
4 Buồng xoáy lốc
5 Khe thông
Điều Khiển Công suất
Động cơ diesel dựa trên hiện tượng tự bốc cháy do nhiệt trong kỳ nén của không khí nạp để tạo nên sự cháy, nó yêu cầu một lượng lớn không khí. Do đó, động cơ không có bướm ga.
Động cơ xăng điều khiển công suất ra của nó bằng cách sử dụng bướm ga để điều khiển lượng hỗn hợp không khí–nhiên liệu hút vào trong xylanh.
Ngược lại, động cơ diesel điều khiển công suất phát ra bằng cách điều khiển lượng nhiên liệu phun vào. Bởi vì nó không có bướm ga và lượng không khí nạp là không đổi.
Ví dụ, cường độ của ngọn lửa thay đổi khi người ta di chuyển núm điều khiển của bếp ga. Đó là do lượng ga thay đổi.
Tương tự như vậy, khi lái xe đạp bàn đạp ga của xe có động cơ diesel, lượng nhiên liệu phun vào trong xylanh sẽ tăng lên, do đó nó làm tăng công suất ra của động cơ.


Hệ thống sấy sơ bộ
Trong khi khởi động một động cơ lạnh hay khi nhiệt độ thấp, nhiệt sinh ra do quá trình nén sẽ không đủ. Hệ thống sấy sơ bộ sẽ sấy nóng không khí nạp để nâng cao khả năng bốc cháy của nhiên liệu. Hệ thống này dùng dòng điện của ắc quy để sấy nóng không khí.
Có hai loại hệ thống sấy sơ bộ:

A Loại bugi sấy:
Sấy buồng cháy.
B Loại sấy khí nạp:
Sấy không khí nạp.
1 Bugi sấy
2 Cuộn dây sấy
Theo nguồn tài liệu đào tạo của toyota

[nissan]

Hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel phun nhiên liệu có áp suất cao vào trong buồng cháy, ở đó có không khí đã được nén lại đến áp suất cao. Điều này cần thiết bị đặc biệt không giống như động cơ xăng.

Mô Tả
Theo hình trên
1 Bình nhiên liệu
Tích trữ nhiên liệu.
2 Lọc nhiên liệu có bộ lắng nước
Loại bỏ chất bẩn và nước ra khỏi nhiên liệu
3 Bơm cao áp
Nén và bơm nhiên liệu.
4 Vòi phun
Phun nhiên liệu.
Lọc Nhiên Liệu
Thiết bị này loại bỏ bụi bẩn và nước ra khỏi nhiên liệu để bảo vệ bơm cao áp và vòi phun, chúng có các chi tiết được chế tạo rất chính xác. Bụi bẩn và nước phải được loại bỏ khỏi nhiên liệu để tránh cho bơm cao áp khỏi bị kẹt hay gỉ do bơm cao áp được bôi trơn bằng nhiên liệu diesel.
1 Bơm xả
Đây là một bơm tay dùng để xả không khí ra khỏi đường ống nhiên liệu sau khi xe đã hết nhiên liệu hoặc để xả nước tích tụ trong bộ lắng nước
2 Lọc nhiên liệu
Bộ phận này lọc chất bẩn ra khỏi nhiên liệu.
3 Bộ lắng nước

Bộ phận này tách nước ra khỏi nhiên liệu.

Bơm Cao Áp
Có hai loại bơm cao áp dùng trong động cơ diesel:

Bơm cao áp loại cơ khí, nó điều khiển lượng phun và thời điểm nhiên liệu bằng cơ khí.
Bơm cao áp điện tử dùng ECU (Bộ điều khiển điện tử) trong hệ thống EFI-D (Diesel phun nhiên liệu điện tử).



A Bơm cao áp cơ khí
B Bơm cao áp điện tử
1 Bơm cao áp
2 Vòi phun
3 Đai dẫn động
4 ECU
5 Cảm biến

Bơm cao áp nén nhiên liệu và bơm nó đến các vòi phun.
Lượng phun nhiên liệu và thời điểm phun nhiên liệu được điều khiển bằng cơ khí tùy theo mức độ đạp chân ga và tốc độ động cơ.
Diesel EFI (Hệ thống phun dầu diesel điện tử)
Có hai loại hệ thống Diesel EFI:
Diesel EFI loại thông thường
Diesel EFI loại phân phối

1. Diesel EFI loại thông thường
Hệ thống này sử dụng các cảm biến để phát hiện góc mở của bàn đạp ga và tốc độ động cơ và ECU để xác định lượng phun và thời điểm phun nhiên liệu.
Những cơ cấu điều khiển dùng cho quá trình bơm, phân phối và phun dựa trên hệ thống diesel loại cơ khí.


1 ECU

2 Các cảm biến

3 Bình nhiên liệu

4 Lọc nhiên liệu

5 Bơm cao áp

6 Vòi phun

2. Diesel EFI loại ống phân phối
Nhiên liệu được nén lại bởi bơm cấp liệu được tích trong ống phân phối trước khi phân phối đến các vòi phun. Một ECU (bộ điều khiển điện tử) và EDU (Bộ dẫn động điện tử) điều khiển lượng phun và thời điểm phun nhiên liệu đến mức độ tối ưu bằng cách mở và đóng các vòi phun theo tín hiệu từ các cảm biến. Quá trình này tương tự với hệ thống EFI dùng trong động cơ xăng.

1 Bơm cấp liệu
2 Ống phân phối

3 Cảm biến áp suất nhiên liệu

4 Bộ giới hạn áp suất

5 Vòi phun

6 Cảm biến

7 ECU

8 EDU

9 Bình nhiên liệu

10 Lọc nhiên liệu

11 Van một chiều

Vòi Phun
Bộ phận này nhận nhiên liệu có áp suất cao từ bơm cao áp và phun nó vào trong buồng cháy.

Khi áp suất của nhiên liệu được bơm lên bởi bơm cao áp vượt quá tải của lò xo áp suất, lực này sẽ đẩy kim của vòi phun đi lên. Điều đó làm cho lò xo áp suất bị nén lại và nhiên liệu được phun vào trong buồng cháy.

Áp suất nhiên liệu có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi chiều dày của tấm đệm điều chỉnh, nó sẽ thay đổi tải của lò xo áp suất có hiệu quả.

1 Lò xo áp suất
2 Kim phun

3 Thân vòi phun

4 Đệm điều chỉnh

THEO NGUỒN TÀI LIỆU ĐÀO TẠO CỦA TOYOTA