Trong hệ thống nhiên liệu Diesel, bơm cao áp đóng vai trò rất quan trọng. Nó giống như “trái tim” của con người, hoạt động cung cấp “máu” liên tục cho động cơ. Nhưng để “trái tim” hoạt động được phải nhờ có các van. Nguồn “máu” được cấp tới các van sẽ nuôi sống “trái tim”. Hay nói cách khác, bơm cao áp hoạt động được là nhờ các van vận chuyển nhiên liệu một cách tuần hoàn. Bài viết dưới đây nói về cách nhận biết các loại van chính trong bơm cao áp HP3 của hệ thống nhiên liệu Diesel.
1. Cấu tạo chung:
Trong bơm cao áp HP3 có 5 van chính: Van điều tiết (Regulator Valve), Van phân phối (Delivery Valve), Van xả (Discharge Valve), Van hút (Suction Valve/Intake Valve), Van điều chỉnh áp suất SCV (Suction Control Valve).
- Mối quan hệ của các van:
Nhiên liệu được bơm từ thùng chứa bởi bơm cấp nhiên liệu. Qua van điều áp, nhiên liệu đến van SCV. Nhiên liệu lúc này được tăng giảm do sự điều chỉnh của van SCV và đi đến Van hút. Tại đây, nhiên liệu được đưa vào khoang cao áp để nén nhiên liệu áp suất cao. Thông qua van xả, nhiên liệu được nén vào đường ống phân phối rồi đi đến các kim phun chờ sẵn.
2. Van điều tiết (Pressure Regulator Valve):
Van điều tiết giữ cho áp suất nạp nhiên liệu ở mức độ nhất định mà không tăng quá cao khi tốc độ động cơ tăng cao. Khi tốc độ của bơm tăng quá cao làm cho áp suất bơm cấp nhiên liệu cũng tăng cao hơn mức cho phép. Do đó, áp suất nhiên liệu phải thắng lực lo xo trong van điều tiết, van sẽ mở ra. Nhiên liệu được đưa về phía cửa hút của bơm cấp nhiên liệu.
3. Van phân phối (Delivery Valve):
Khi áp suất tại Piston lớn hơn áp suất nhiên liệu trên ống phân phối, lực do áp suất nén sẽ thắng lực lò xo, bi mở ra để xả nhiên liệu hồi về trước bơm tiếp vận.
4. Van xả (Discharge Valve) và Van hút (Suction Valve/Intake Valve):
Hai van này phối hợp với nhau vận chuyển dòng nhiên liệu đến ống phân phối.
- Van hút hút nhiên liệu đến khoang cao áp và ngăn cho dòng nhiên liệu này quay ngược về bơm cung cấp.
- Van xả vận chuyển dòng nhiên liệu được nén từ khoang cao áp với áp suất cao đến ống phân phối.
* Nguyên lí hoạt động của bơm cao áp giải thích điều này:
Khi nhiên liệu được vận chuyển từ bơm cấp nhiên liệu, đi qua van SCV sẽ đến Piston A và B. Hai Piston này lần lượt hút nhiên liệu từ bơm cấp nhiên liệu vào khoang cao áp và bơm nhiên liệu đến ống phân phối. Trong khoang cao áp, sự quay vòng của cam lệch tâm khiến hai piston lần lượt đi lên và đi xuống theo vòng tuần hoàn.
Quá trình hút nén nhiên liệu:
- Khi Piston A và B đi xuống, Piston A sẽ hút nhiên liệu bơm vào khoang cao áp. Trong khi Piston B sẽ đi xuống sẽ nén nhiên liệu đi ra từ khoang và đưa nó đến Ống phân phối.
- Khi Piston A và B đi lên, quá trình hút nén nhiên liệu sẽ được đảo lại là Piston B hút và Piston A nén nhiên liệu.
* Lưu ý: Quá trình này xảy ra được do có các van một chiều. Khi van một chiều này nén lò xo thì van kia sẽ đẩy. Nếu van hút đóng muộn, thể tích nhiên liệu bị nén sẽ tăng lên. Lưu lượng tăng nên áp suất nhiên liệu khi đó sẽ giảm.
5. Van điều chỉnh áp suất SCV (Suction Control Valve)
Van SCV có nhiệm vu điều chỉnh áp suất nhiên liệu bằng đóng hoặc mở của hút nhiên liệu. Từ bơm cấp, nhiên liệu được vận chuyển qua van SCV và van một chiều đến khoang cao áp. Tại đây, nhiên liệu được nén nhờ hoạt động của các piston rồi đưa đến ống phân phối nhờ van phân phối.
* Nguyên lí hoạt động:
Van SCV hoạt động dưới sự điều khiển theo chu kỳ làm việc của ECU. Dòng xung điện dạng sóng được phát ra với tần số không đổi. Giá trị dòng điện là giá trị hiêu dụng của xung này. Khi giá trị này tăng, độ mở van tăng. Ngược lại, khi giá trị này giảm, độ mở van giảm.
Để điều chỉnh việc tạo áp ra suất nhiên liệu thì lượng nhiên liệu đi vào bơm cao áp được điều chỉnh bằng cách thay đổi thời gian mở/đóng của van SCV (Do van SCV có cấu tạo là van Solenoid, độ mở cố định nên việc đóng mở chỉ có thể điều chỉnh bằng cách mở nhỏ hay mở lớn).
– Van SCV mở nhỏ (Thời gian cấp điện cho van ngắn):
- Đường hút nhiên liệu được giữ ở mức hẹp, lượng nhiên liệu hút giảm xuống.
- Quá trình bơm nhiên liệu sẽ bắt đầu tại thời điểm khi mà áp suất nhiên liệu trở nên cao hơn so với áp suất trong ống phân phối.
– Van SCV mở lớn (Thời gian cấp điện cho van dài):
- Đường hút nhiên liệu được giữ ở mức rộng, nhiên liệu hút tăng lên.
- Khi piston đi hết hành trình, lượng nhiên liệu hút vào trở nên lớn hơn do đường hút rộng.
- Quá trình bơm nhiên liệu sẽ bắt đầu tại thời điểm khi mà áp suất nhiên liệu trở nên cao hơn so với áp suất trong ống phân phối.
Nguồn: Denso, Isuzu
