Bơm cao áp là gì? Nguyên lí làm việc, cấu tạo của bơm cao áp

Bơm cao áp của ô tô là một bộ phận không thể thiếu trong hệ thống bơm nhiên liệu động cơ diesel. Bộ phận này cũng đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình phun nhiên liệu trên xe. Vậy thực tế, bơm cao áp có vai trò gì? Có những loại nào phổ biến. Hãy cùng Hangchavn tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

1. Bơm cao áp là gì?

Bơm cao áp là bộ phận rất quan trọng trong hệ thống bơm dầu của động cơ Diesel. Dầu sẽ được bơm đến các kim phun nhiên liệu hoạt động bằng thuỷ lực và phải đảm bảo hiệu suất thuỷ lực. 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.

2. Phân loại bơm cao áp

Có nhiều tiêu chí để phân loại bơm cao áp. Tuy nhiên, ta có thể phân loại chúng cụ thể như sau:

2.1. Theo đặc điểm chung của kết cấu chung

Dựa vào đặc điểm của kết cấu, ta có thể chia thành 5 nhóm như sau:

• Kiểu vạn năng.
• Kiểu phân phối.
• Dạng vòi phun kết hợp.
• Dành cho từng loại xylanh.

2.2. Dựa theo phương pháp điều chỉnh

Dựa trên phương pháp điều chỉnh nhiên liệu, có thể phân loại bơm này thành những loại sau:

• Bơm cao áp ô tô: Dựa trên hành trình của pit tông không thay đổi.
• Bơm cao áp: Dựa trên hành trình piston thay đổi.

2.3. Dựa theo phương pháp điều khiển

Trường hợp theo phương pháp điều khiển, có những loại bơm cao áp sau:

• Được điều khiển bằng cơ khí.
• Được điều khiển bằng điện – cơ khí.
• Được điều khiển bằng thủy lực.
• Được điều khiển bằng điện.

3. Nguyên lý làm việc của bơm cao áp theo từng loại

Dựa vào đặc điểm chung của kết cấu, nguyên lý làm việc, bơm cao áp được chia làm nhiều loại khác nhau:

• Theo cấu tạo: kiểu dãy, kiểu phân phối, kiểu vòi phun kết hợp, kiểu riêng biệt cho từng xi-lanh, kiểu điều khiển điện tử Common-rail.
• Theo cách điều chỉnh hành trình của pít-tông trong một chu trình: bơm thay đổi hành trình pít-tông và bơm không thay đổi hành trình pít-tông.
• Theo lượng nhiên liệu được phun trong một chu trình: dùng rãnh xoắn hoặc cửa nạp/cửa xả, dùng van điện tử.
• Theo phương pháp điều khiển bơm: điều khiển bằng cơ khí, điện – cơ khí, thủy lực hay điện tử.

3.1. Bơm cao áp kiểu vạn năng

Bơm cao áp kiểu vạn năng được cấu tạo gồm pít tông, xy lanh, trục cam, van cao áp, lò xô…..Với một bơm cao áp có thể sử dụng cho hệ thống động cơ có công suất khác nhau, bôm cao áp kiểu vạn năng có thể gắn thêm nhiều xy lanh hạt pít tông có đường kính khác nhau

Loại bơm cao áp này thường được sử dụng lên những động cơ như V-2, D-6, trục cam của bơm dẫn động từ trục khuỷu. Số lượng thân bơm và số lượng xilanh sẽ được bố trí thành một hoặc hai dãy hình chữ V. Ký hiệu của bơm kiểu vạn năng thường là CW, M, P, MW.

Nguyên lý hoạt động của loại bơm này dựa trên việc một bơm cao áp có thể áp dụng trên một loại động cơ với công suất khác nhau, do dó trục cam không cần thay mà vẫn áp dụng cho các động cơ khác. Đặc biệt, xilanh trên thân bơm có thể lắp đặt theo nhiều phương thức khác nhau cộng với loại bơm có ưu điểm giá rẻ, phù hợp với nhiều loại xe.

3.2. Bơm cao áp phân phối

Bơm cao áp phân phối hay còn gọi là bơm VE khá được ưa chuộng, thiết kế nhỏ gọn, áp suất bơm dầu ổn định. Cấu tạo bơm cao áp phân phối bao gồm các chi tiết như: trục dẫn động, khớp trục, vành khăn, momen, đĩa cam, vấu cam, pít tông… Bơm VE bơm dầu bằng cách đưa nhiên liệu đến các xy lanh thông qua áp suất của bơm gạt và rãnh hút.

Bơm có ưu điểm là kích thước nhỏ gọn, khả năng tính toán và phân phối nhiên liệu chính xác. Đặc biệt, dạng bơm kiểu phân phối (VE) có thể chia thành nhiều dạng như sau:

• Kiểu bộ đôi vừa chuyển động tịnh tiến, vừa thực hiện bơm nhiên liệu.
• Các xy lanh ở bên trong roto sẽ chuyển động tịnh tiến.
• Dựa trên kiểu điều chỉnh ngắt nhiên liệu.
• Dựa trên điều chỉnh bằng việc tiết lưu đường nạp.
• Dựa trên việc thay đổi hành trình Plunger.

3.3. Bơm cao áp vòi phun kết hợp

Bơm cao áp dạng vòi phun kết hợp là dạng bơm được thiết kế liền khối với vòi phun và được lắp đặt trên nắp máy. Loại bơm này được sử dụng trên những dòng động cơ 2 kỳ, những dòng xe tải nặng và mỗi xy lanh được cung cấp tương ứng với một bơm cao áp.
Đặc biệt, so với tất cả các loại bơm cao áp thì đây là sạng sản phẩm có áp suất vòi phun lớn nhất, có khả năng thúc đẩy nhanh quá trình phun nhưng hạn chế của nó là do kích thước lớn nên ảnh hưởng đến quá trình thiết kế nắp máy.

Nguyên lý làm việc của bơm cao áp tuân theo các giai đoạn sau:

• Giai đoạn 1: Nạp nhiên liệu vào xy lanh bơm
• Giai đoạn 2: Bắt đầu bơm nhiên liệu
• Giai đoạn 3: Kết thúc bơm nhiên liệu
• Giai đoạn 4: Thay đổi lưu lượng nhiên liệu của bơm cao áp

3.4. Bơm cao áp đơn

4. Ưu và nhược điểm các loại bơm cao áp hiện nay

Như đã chia sẻ ở trên, có rất nhiều loại bơm cao áp khác nhau. Tuy nhiên, dưới đây là ưu, nhược điểm của 5 loại bơm cao áp thông dụng nhất hiện nay:

4.1. Bơm cao áp ô tô vạn năng

Có tên tiếng anh là Plunger và được ký hiệu bằng một số ký hiệu như CW, M P, hay MW. Loại bơm này thường được áp dụng trên động cơ V-2 và D-6.

Cấu tạo bao gồm: Piston, xi lanh và van cao cấp. Trong đó, piston sẽ được điều khiển bằng trục cam. Trục cam đảm nhiệm vai trò dẫn động từ trục khuỷu. Còn số thân bơm và xi lanh sẽ được bố trí thành 1 hoặc 2 dãy hình chữ V.

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.
• Có thể thay đổi đầu trục cam, đổi thứ tự hoạt động của các xy lanh với nhau.
• Giá thành thấp.

Nhược điểm:

• Kích thước và trọng lượng khá lớn.
• Lưu lượng cũng như thời điểm phun nhiên liệu khó có thể xảy ra đồng đều ở từng xy lanh.

4.2. Bơm cao áp vòi phun kết hợp

Có 2 loại bơm cao áp ô tô vòi phun kết hợp bao gồm: Loại vòi phun kết hợp và loại còn lại được thiết kế liền khối với vòi phun nằm trên nắp máy. Loại bơm này sẽ thường được sử dụng phổ biến trong động cơ dầu Diesel 2 kỳ.

Ưu điểm:

• Tạo được áp suất phun cao, quá trình phun nhanh.
• Giảm được thể tích nhiên liệu bị nén và hạn chế 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.

4.3. Bơm cao áp PE

Còn được gọi với cái tên khác là bơm cao áp tập trung, bơm cao áp hướng trục hay bơm cao áp nhiều xy lanh. Loại bơm này thường sử dụng cho các dòng xe thương mại cỡ lớn, xe ô tô tải hoặc xe chuyên dụng hạng nặng.

Cấu tạo gồm: Piston xilanh bơm, vòng răng điều khiển piston và van thoát nhiên liệu cao áp.

Ưu điểm:

• Sử dụng cho 1 loại động cơ với công suất có thể thay đổi tùy ý.
• Giá thành thấp.
• Có thể thay đổi đầu trục cam.

Nhược điểm:

• Kích thước lớn, việc chế tạo sẽ gặp nhiều khó khăn.
• Thời điểm và lưu lượng nhiên liệu không đồng đều.

4.4. Bơm cao áp ô tô VE

Bơm cao áp ô tô VE còn được gọi là bơm phân phối.

Cấu tạo gồm: 1 cặp piston và xi lanh.

Ưu điểm:

• Kích thước nhỏ
• Phân phối nhiên liệu đồng đều cho các xi lanh.

Nhược điểm:

• Cấu tạo phức tạp.
• Giá thành cao.
• Việc bảo dưỡng và sửa chữa khó và mất nhiều chi phí.

4.5. Bơm cao áp PF

Bơm cao áp PF là loại bơm riêng biệt, chỉ đảm nhận vai trò cung cấp nhiên liệu cho 1 xi lanh.

Cấu tạo gồm: Piston và xi lanh.

Ưu điểm:

• Bảo dưỡng dễ dàng.
• Giá thành thấp.

Nhược điểm: Phân phối nhiên liệu đến các xi lanh không đồng đều và hiệu quả không cao.

5. Khi nào cần kiểm tra bơm cao áp trên ô tô?

Sau một thời gian sử dụng, các bộ phận trong hệ thống bơm thường bị mài mòn do ma sát, lò xo làm việc lâu ngày cũng không thể giữ được độ đàn hồi tốt. Khi bơm cao áp gặp trục trặc, bạn có thể dễ dàng nhận biết qua các dấu hiệu như:

• Động cơ bị giảm công suất khi vận hành, nổ không đều. Lúc này, bơm không cung cấp và điều tiết đủ nhiên liệu để động cơ hoạt động có thể do pít tông, xi-lanh, đế van thoát bị mòn hoặc lò xo bị yếu.
• Động cơ mất nhiều thời gian để nổ hoặc không thể nổ do đặt bơm sai, bơm bị hở hoặc bơm không thể bơm nhiên liệu.
• Có thể ngửi được mùi nhiên liệu. Khi vòng làm kín bên trong các van bị hở hoặc hư hỏng, áp suất trong bơm sẽ giảm và gây rò rỉ nhiên liệu.
• Ống xả thải ra khói màu đen. Nguyên nhân có thể đến từ nhiên liệu được cung cấp vào động cơ quá nhiều trong khi không có đủ khí để đốt cháy nên tạo ra khói đen.

Giải pháp được đưa ra là kiểm tra áp suất của bơm. Quá trình này khá phức tạp vì phải trải qua nhiều bước tháo, lắp, vệ sinh phức tạp. Nếu không am hiểu về động cơ ô tô, bạn sẽ cần đến sự giúp đỡ của các thợ sửa chữa ô tô chuyên nghiệp.

6. Giá của bơm cao áp là bao nhiêu?

Trên thị trường hiện nay xuất hiện rất nhiều loại bơm cao áp đến từ nhiều thương hiệu khác nhau và thích hợp với từng dòng xe cụ thể. Vì vậy, mức giá của nó cũng có sự chênh lệch. Dưới đây là bảng giá tham khảo một số loại điển hình:

Mức giá của từng loại còn tùy thuộc vào thương hiệu và địa chỉ bạn mua hàng. Bạn cần chú ý chọn địa chỉ mua uy tín để đảm bảo chất lượng cũng như mua được với giá thành hợp lý.

Trên đây là thông tin chi tiết về bơm cao áp và nguyên lý làm việc của nó mà Hangchavn giới thiệu, hy vọng sẽ giúp bạn có thêm những kiến thức hữu ích về chủ đề này và có cách sử dụng hợp lý, đảm bảo cho xe hoạt động một cách trơn tru. Nếu có nhu cầu tìm hiểu thêm thông tin, kiến thức về các loại phụ tùng và vật liệu xây dựng nói chung và xe nâng nói riêng, vui lòng truy cập đường dẫn tại đây.