Ưu nhược điểm các loại bơm cao áp ô tô VE, PE, PF…

Có nhiều loại bơm cao áp. Mỗi loại có những ưu nhược điểm riêng, phù hợp với từng dòng xe ô tô khác nhau.

Bơm cao áp ô tô là gì?

Bơm cao áp ô tô là một bộ phận quan trọng trong hệ thống phun nhiên liệu của động cơ xe máy dầu Diesel. Bơm cao áp có nhiệm vụ tiếp nhận nhiên liệu đã được lọc từ thùng chứa nhiên liệu, sau đó phân phối nhiên liệu cho vòi phun với áp suất cao nhằm đảo bảo nhiên liệu phun vào buồng cháy ở dạng sương mù.

Bên cạnh đó, bơm cao áp còn đảm nhận vai trò điều chỉnh lượng nhiên liệu và cung cấp nhiên liệu đúng thời điểm cho xy lanh động cơ, giúp quá trình đốt cháy nhiên liệu diễn ra hiệu quả. Với vai trò này, bơm cao áp ảnh hưởng rất lớn đến mức tiêu hao nhiên liệu, lượng khí thải và đặc biệt là hiệu suất động cơ.

Có nhiều loại bơm cao áp. Các loại bơm cao áp được phân nhóm theo cấu tạo, theo phương pháp điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp, phương pháp kiểm soát lượng nhiên liệu phun, phương pháp điều khiển…

Trong đó phân loại được sử dụng phổ biến nhất là phân loại theo cấu tạo. Với cách phân loại này hiện có các loại bơm cao áp được sử dụng phổ biến sau:

• Bơm cao áp PE
• Bơm cao áp VE
• Bơm cao áp PF
• Bơm cao áp vạn năng
• Bơm cao áp vòi phun kết hợp

Bơm cao áp PE

Bơm cao áp PE còn gọi là bơm cao áp tập trung, bơm cao áp hướng trục hay bơm cao áp nhiều xy lanh. Loại bơm này có cấu tạo gồm nhiều nhánh bơm cao áp nhỏ giống nhau, được ghép lại với nhau và xếp song song với nhau, điều khiển bởi trục cam. Bơm cao áp PE thường sử dụng cho các dòng xe thương mại cỡ lớn, xe ô tô tải, xe chuyên dụng hạng nặng…

Cấu tạo bơm cao áp PE

Cấu tạo bơm cao áp PE gồm: piston xy lanh bơm, vòng răng điều khiển piston, van thoát nhiên liệu cao áp. Phần trên của bơm cao áp là khoang chứa nhiên liệu kết nối thông với các xy lanh của bơm. Ở 2 đầu bơm PE có bộ phun sớm và bộ điều tốc.

Nguyên lý làm việc bơm cao áp PE

Nguyên lý làm việc bơm cao áp PE chia thành 3 giai đoạn: nạp nhiên liệu, bắt đầu bơm và kết thúc bơm.

• Nạp nhiên liệu: Lúc này trục cam chưa tác động nên lò xo kéo piston xuống ở vị trí thấp nhất khiến lỗ nạp và thoát mở ra, nhiên liên tràn vào xy lanh qua 2 lỗ nạp và thoát này.
• Bơm nhiên liệu: Trục cam tác động đẩy piston lên đỉnh, đóng kín 2 lỗ náp 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.
• Kết thúc bơm: Piston vẫn đi lến đến khi rãnh xiên ở piston mở lỗ thoát. Khi này nhiên liệu ở đỉnh piston qua rãnh thẳng đứng, rãnh xiên, rãnh ngang đi vào buồng chứa nhiên liệu. Áp suất trong xy lanh giảm nhanh. Van thoát cao áp đóng lại. Bơm cao áp kết thúc quá trình bơm nhiên liệu. Vòi phun kết thúc phun.

Bơm cao áp VE

Bơm cao áp VE còn gọi là bơm cáo áp phân phối. Loại bơm cao áp này đang rất được ưa chuộng vì thiết kế nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, áp suất bơm dầu ổn định.

Cấu tạo bơm cao áp VE

Bơm cao áp VE chỉ có một cặp piston và xy lanh phân phối nhiên liệu cho tất cả xy lanh trong động cơ. Cấu tạo bơm cao áp VE gồm có bơm tiếp vận và bơm cao áp. Piston trong bơm cao áp được điều khiển bởi đĩa cam.

Nguyên lý làm việc bơm cao áp VE

Nguyên lý làm việc bơm cao áp PE chia thành 3 giai đoạn: nạp nhiên liệu, bắt đầu bơm và kết thúc bơm.

• Nạp nhiên liệu: Đỉnh cam trên đĩa cam chưa tác động vào con lăn nên lò xo kéo piston đi xuống khiến cửa nạp mở ra. Nhiên liệu tràn vào xy lanh bơm qua cửa nạp, nạp vào không gian trên đỉnh piston bơm.
• Bơm nhiên liệu: Đỉnh cam trên đĩa cam tác động lên piston, đẩy piston đi lên đóng kín cửa nạp. Nhiên liệu bên trong bị ép, áp suất tăng cao. Piston xoay lỗ phân phối trùng với lỗ thoát trên xy lanh nhiên liệu. Khi áp suất nhiên liệu thắng lực căng lò xo của van thoát cao áp, nhiên liệu sẽ thoát ra đường ống cao áp đi đến vòi phun.
• 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 đột ngột giảm, lò xo làm van thoát cao áp đóng lại, quá trình bơm kết thúc.

Ưu nhược điểm của bơm cao áp VE

Ưu điểm:

• Kích thước nhỏ
• Phân phối nhiên liệu đồng đều cho các xy lanh về lưu lượng phun và thời điểm phun
• Việc mài mòn không ảnh hưởng đến độ không đồng đều về nhiên liệu cung cấp

Nhược điểm:

• Cấu tạo phức tạp
• Giá thành cao
• Bảo dưỡng, sửa chữa khó, chi phí cao

Bơm cao áp PF

Bơm cao áp PF còn gọi là bơm cao áp riêng biệt. Đây là loại bơm đơn, mỗi bơm chỉ đảm nhận vai trò cung cấp nhiên liệu cho 1 xy lanh trong động cơ xe. Do đó, nếu xe có bao nhiêu xy lanh thì sẽ có bấy nhiêu bơm cao áp tương ứng.

Cấu tạo bơm cao áp PF

Cấu tạo bơm cao áp PF gồm có piston và xy lanh. Ngoài piston có khâu răng điều khiển piston xoay bằng một thanh răng.

Nguyên lý làm việc của bơm cao áp PF

Nguyên lý làm việc bơm cao áp PF chia thành 3 giai đoạn: nạp nhiên liệu, bắt đầu bơm và kết thúc bơm.

• Nạp nhiên liệu: Lò xo kéo piston xuống vị trí thấp nhất, nhiên liệu tràn vào xy lanh qua lỗ nạp và lỗ thoát.
• Bơm nhiên liệu: Trục cam đẩy piston đi lên, áp suất dầu tăng cao. Van cao áp mở đưa nhiên liệu vào vòi phun trong buồng đốt xy lanh động cơ.
• 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 tràn ra thì quá trình bơm kết thúc.

Ưu nhược điểm của bơm cao áp PF

Ưu điểm:

• Cấu tạo riêng biệt nên bảo dưỡng, sửa chữa dễ
• Giá thành thấp

Nhược điểm:

• Việc phân phối nhiên liệu đến các xy lanh là không đồng đều, 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:

• Có thể sử dụng cho các hệ động cơ có công suất khác nhau
• Có thể gắn thêm nhiều xy lanh hay piston với đường kính khác nhau miễn là có chung hành trình piston
• Có thể thay đổi đầu trục cam, đổi 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 vòi phun kết hợp có 2 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 kết hợp này thường được dùng cho động cơ dầu Diesel 2 kỳ, các dòng xe tải Mỹ hạng nặng…

Ưu nhược điểm bơm cao áp vạn năng

Ưu điểm:

• Do không có đường ống cao áp nên bơm tạo được áp suất phun cao, quá trình phun nhanh.
• Giảm được thể tích nhiên liệu bị nén
• Tránh được hiện tượng sóng áp suất bị dao động

Nhược điểm:

• Kích thước lớn, lắp ráp khó
• Giá thành cao
• Khó điều chỉnh trong quá trình sử dụng

Trung Tính