Có rất nhiều loại bơm cao áp có sẵn trên thị trường, và mỗi loại đều có ưu điểm và nhược điểm riêng biệt, phù hợp với các dòng xe ô tô khác nhau.
Bơm cao áp ô tô là gì?
Bơm cao áp là một phần không thể thiếu trong hệ thống phun nhiên liệu của động cơ xe máy dầu Diesel. Nhiệm vụ của bơm cao áp là tiếp nhận nhiên liệu đã qua lọc từ bình chứa và phân phối nó cho vòi phun với áp suất cao để nhiên liệu được phun vào buồng cháy dưới dạng sương mù.
Bên cạnh đó, bơm cao áp còn đóng vai trò quan trọng trong điều chỉnh lượng nhiên liệu và cung cấp nhiên liệu đúng thời điểm cho xy lanh động cơ, giúp quá trình đốt cháy diễn ra hiệu quả. Bởi vì vai trò này, bơm cao áp ảnh hưởng đến hiệu quả đốt cháy, mức tiêu thụ nhiên liệu, lượng khí thải và hiệu suất của động cơ.
Có nhiều loại bơm cao áp khác nhau, được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau như cấu tạo, phương pháp điều chỉnh lượng nhiên liệu, phương pháp kiểm soát lượng nhiên liệu phun và phương pháp điều khiển. Trong số đó, phân loại dựa trên cấu tạo là phổ biến nhất và bao gồm các loại sau đây:
- Bơm cao áp PE
- Bơm cao áp VE
- Bơm cao áp PF
- Bơm cao áp đa năng
- Bơm cao áp kết hợp với vòi phun.
Bơm cao áp PE
Bơm cao áp tập trung, hay còn gọi là bơm cao áp hướng trục hoặc bơm cao áp nhiều xy lanh, được biết đến với tên gọi Bơm cao áp PE. Loại bơm này được thiết kế với cấu trúc gồm nhiều nhánh bơm cao áp nhỏ giống nhau được ghép lại và xếp song song với nhau, được điều khiển bởi trục cam. Bơm cao áp PE thường được ứng dụng trên các dòng xe thương mại cỡ lớn, xe tải, xe chuyên dụng hạng nặng…
Cấu tạo bơm cao áp PE
Bơm cao áp PE được cấu tạo gồm piston xy lanh bơm, vòng răng điều khiển piston và van thoát nhiên liệu cao áp. Phần trên của bơm cao áp là khoang chứa nhiên liệu được kết nối thông qua các xy lanh của bơm. Ở hai đầu của bơm PE có bộ phun sớm và bộ điều tốc.
Nguyên lý làm việc bơm cao áp PE
Nguyên tắc hoạt động của bơm cao áp PE bao gồm ba giai đoạn: giai đoạn nạp nhiên liệu, giai đoạn bắt đầu bơm và giai đoạn kết thúc bơm.
Trong giai đoạn nạp nhiên liệu, trục cam chưa tác động đến piston nên lò xo kéo piston xuống đến vị trí thấp nhất, mở ra lỗ nạp và thoát để nhiên liệu tràn vào xy lanh qua hai lỗ này.
Trong giai đoạn bắt đầu bơm, trục cam tác động đẩy piston lên đỉnh, đóng kín hai lỗ nạp và thoát. Áp suất trong xy lanh tăng lên đẩy van thoát dầu cao áp mở ra, piston tiếp tục đẩy lên để bơm nhiên liệu vào vòi phun.
Trong giai đoạn kết thúc bơm, piston vẫn tiếp tục di chuyển lên đến khi rãnh xiên trên piston mở lỗ thoát. Khi này, nhiên liệu ở đỉnh piston sẽ qua rãnh thẳng đứng, rãnh xiên, rãnh ngang để vào buồng chứa nhiên liệu. Áp suất trong xy lanh giảm nhanh và van thoát cao áp đóng lại. Bơm cao áp kết thúc quá trình bơm nhiên liệu và vòi phun dừng phun.
Bơm cao áp VE
Bơm cao áp VE, hay còn gọi là bơm cao áp phân phối, đang được ưa chuộng bởi thiết kế nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ và khả năng cung cấp áp suất bơm dầu ổn định.
Cấu tạo bơm cao áp VE
Bơm cao áp VE được thiết kế với một cặp piston và xy lanh để phân phối nhiên liệu cho toàn bộ các xy lanh trong động cơ. Cấu tạo của bơm cao áp VE bao gồm bơm tiếp lượng và bơm cao áp. Sự di chuyển của piston trong bơm cao áp được điều khiển bằng đĩa cam. Đây là một loại bơm cao áp được sử dụng phổ biến trong các động cơ diesel.
Nguyên lý làm việc bơm cao áp VE
Nguyên lý hoạt động của bơm cao áp PE được chia thành 3 giai đoạn: nạp nhiên liệu, bắt đầu bơm và kết thúc bơm.
- Giai đoạn nạp nhiên liệu: Lúc này, đỉnh cam trên đĩa cam chưa tác động lên con lăn, do đó lò xo kéo piston xuống, khiến cửa nạp mở ra. Nhiên liệu tràn vào xy lanh bơm qua cửa nạp và nạp vào khoang trên đỉnh piston bơm.
- Giai đoạn bắt đầu bơm: Đỉnh cam trên đĩa cam tác động lên piston, đẩy piston lên và đóng kín cửa nạp. Nhiên liệu bên trong bị ép, tạo áp suất cao. Piston xoay lỗ phân phối trùng với lỗ thoát trên xy lanh nhiên liệu. Khi áp suất nhiên liệu thắng lực căng của van thoát cao áp, nhiên liệu sẽ thoát ra đường ống cao áp đi đến vòi phun.
- Giai đoạn kết thúc bơm: Khi quả ga mở lỗ thoát trên đuôi piston bơm, nhiên liệu từ đỉnh piston qua lỗ xuyên tâm đến lỗ thoát tràn qua đường áp suất thấp. Áp suất giảm đột ngột, lò xo đẩy van thoát cao áp đóng lại, quá trình bơm kết thúc.
Ưu nhược điểm của bơm cao áp VE
Ưu điểm của bơm cao áp VE là kích thước nhỏ và phân phối nhiên liệu đồng đều cho các xy lanh về lưu lượng phun và thời điểm phun. Ngoài ra, việc mài mòn không ảnh hưởng đến độ không đều về nhiên liệu cung cấp. Tuy nhiên, bơm cao áp VE cũng có những nhược điểm như cấu tạo phức tạp, giá thành cao và việc bảo dưỡng, sửa chữa khó và chi phí cao.
Bơm cao áp PF
Bơm cao áp PF, hay còn được gọi là bơm cao áp riêng biệt, là loại bơm đơn với vai trò cung cấp nhiên liệu cho mỗi xy lanh trong động cơ xe. Vì vậy, số lượng bơm cao áp sẽ tương đương với số lượng xy lanh của động cơ.
Cấu tạo bơm cao áp PF
Cấu tạo của bơm cao áp PF bao gồm một piston và một xy lanh. Ngoài piston, còn có một khâu răng để điều khiển cho piston xoay quanh một trục bằng một thanh răng.
Nguyên lý làm việc của bơm cao áp PF
Các giai đoạn trong nguyên lý hoạt động của bơm cao áp PF được chia thành ba phần, bao gồm quá trình nạp nhiên liệu, bắt đầu bơm và kết thúc bơm:
- Trong giai đoạn nạp nhiên liệu, lò xo sẽ kéo piston xuống vị trí thấp nhất, khiến nhiên liệu tràn vào xy lanh thông qua lỗ nạp và lỗ thoát.
- Trong giai đoạn bắt đầu bơm, trục cam sẽ đẩy piston lên, tăng áp suất dầu. Van cao áp sẽ mở để đưa nhiên liệu vào vòi phun trong buồng đốt xy lanh động cơ.
- Trong giai đoạn kết thúc bơm, piston tiếp tục ép nhiên liệu khi lằn vạt xéo trên piston mở lỗ dầu ra. Khi lỗ dầu được mở, dầu sẽ tràn ra và quá trình bơm kết thúc.
Ưu nhược điểm của bơm cao áp PF
Ưu điểm:
- Cấu trúc được thiết kế riêng biệt, do đó dễ dàng bảo trì và sửa chữa.
- Giá thành thấp.
Nhược điểm:
- Phân phối nhiên liệu đến các xy lanh không đồng đều, do đó hiệu quả không cao
Bơm cao áp vạn năng
Bơm cao áp vạn năng (Plunger) là một trong những loại bơm cao áp được sử dụng phổ biến nhất.
Cấu tạo bơm cao áp vạn năng
Cấu tạo bơm cao áp vạn năng gồm piston, xy lanh, van cao áp. Piston được điều khiển bởi trục cam.
Ưu nhược điểm bơm cao áp vạn năng
Ưu điểm:
- Phù hợp với các loại động cơ có công suất khác nhau.
- Có thể bổ sung thêm nhiều xy lanh hoặc piston có đường kính khác nhau miễn là chúng có cùng hành trình piston.
- Có thể thay đổi đầu trục cam và thứ tự hoạt động của các xy lanh.
- Giá thành thấp.
Nhược điểm:
- Kích thước và trọng lượng lớn.
- Lưu lượng và thời điểm phun nhiên liệu khó đồng đều ở từng xy lanh.
Bơm cao áp vòi phun kết hợp
Bơm cao áp kết hợp với vòi phun thường được chia thành hai loại: loại vòi phun kết hợp (Unit Injector System) và loại thiết kế liền khối với vòi phun nằm trên nắp máy. Các loại bơm cao áp này thường được sử dụng cho động cơ Diesel 2 kỳ và được lắp đặt trên các dòng xe tải hạng nặng ở Mỹ.
Ưu nhược điểm bơm cao áp vạn năng
Ưu điểm:
- Không có đường ống cao áp nên bơm có thể tạo được áp suất phun cao và quá trình phun nhanh hơn.
- Giảm được thể tích nhiên liệu bị nén.
- Tránh được hiện tượng sóng áp suất bị dao động.
Nhược điểm:
- Kích thước lớn, gây khó khăn trong quá trình lắp ráp.
- Giá thành cao.
- Khó điều chỉnh trong quá trình sử dụng.
=>> Nội dung liên quan khác:
Top 15+ địa chỉ gara sửa chữa ô tô gần đây uy tín nhất tại Hà Nội
