Khảo sát đường đặc tính của bơm cao áp NP-VE 4/9F2400RND340 sử dụng trên động cơ diesel

ISSN 2354-0575
Khoa học & Công nghệ - Số 9/Tháng 3 - 2016 Journal of Science and Technology 23
 KHẢO SÁT ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CỦA BƠM CAO ÁP NP-VE 4/9F2400RND340 
 SỬ DỤNG TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL
Bùi Đức Hạnh, Đào Chí Cường, Nguyễn Văn Nhỉnh, Lê Vĩnh Sơn
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên
Ngày nhận: 25/1/2016
Ngày xét duyệt: 10/3/2016
Tóm tắt:
Bài báo trình bày kết quả đánh giá đường đặc tính của bơm cao áp NP-VE 4/9F2400RND340 sử 
dụng trên động cơ diesel. Thí nghiệm được thực hiện đo thực nghiệm để kiểm tra lượng cung cấp nhiên liệu 
của bơm cao áp NP-VE 4/9F2400RND340 trên băng thử của Bosch ở các chế độ khác nhau. Kết quả xây 
dựng được các đường đặc tính cung cấp nhiên liệu ở các vị trí tay ga và tốc độ quay khác nhau. Trên cơ sở 
đó, đánh giá được khái quát các đường đặc tính xây dựng được so với cơ sở lý thuyết. Kết quả này là căn 
cứ để phân tích tổng hợp và đánh giá các trạng thái thông số kỹ thuật để phục vụ cho mục đích chẩn đoán.
Từ khóa: Động cơ diesel, đường đặc tính của bơm cao áp chia.
1. Đặt vấn đề
Động cơ diesel được Kỹ sư người Đức có 
tên là Rodlf Diesel đăng ký bằng sáng chế đầu tiên 
về loại động cơ phun dầu, được mang tên ông vào 
năm 1892 [1]. Bơm cao áp là chi tiết rất quan trọng 
trong hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel. 
Nó giữ vai trò quyết định đến quá trình làm việc 
hiệu quả của động cơ.
Để động cơ hoạt động một cách hiệu quả 
nhất đảm bảo độ tin cậy, tiết kiệm cho người sử 
dụng và giảm thiểu được lượng khí thải độc hại ra 
môi trường thì việc nghiên cứu cơ sở lý thuyết về 
bơm cao áp, cấu trúc hoạt động cũng như đặc tính 
cung cấp nhiên liệu và điều chỉnh tự động trên động 
cơ để làm cơ sở cho việc xây dựng và phân tích 
đường đặc tính cung cấp nhiên liệu của bơm cao áp 
là không thể thiếu.
Hiện nay, bơm cao áp NP-VE 
4/9F2400RND340 lắp trên động cơ 2L dòng xe 
Toyota Hiace sử dụng rất rộng rãi ở nước ta. Nhưng 
trong quá trình chẩn đoán gặp phải một số khó khăn 
vì thiếu các thông số kỹ thuật. 
Do đó, việc nghiên cứu cơ sở lý thuyết về 
bơm cao áp NP-VE 4/9F2400RND340 và đo thực 
nghiệm để kiểm tra lượng cấp nhiên liệu của loại 
bơm này trên băng thử của Bosch, vẽ được các 
đường đặc tính cung cấp nhiên liệu ở các vị trí tay 
ga và tốc độ quay khác nhau từ đó đánh giá được 
khái quát các đường đặc tính xây dựng được so với 
cơ sở lý thuyết.
Căn cứ vào các đường đặc tính xây dựng được, 
phân tích tổng hợp và đánh giá các trạng thái thông số 
kỹ thuật để phục vụ cho mục đích chẩn đoán.
Nghiên cứu này khảo sát đường đặc tính của 
bơm cao áp chia NP-VE 4/9F2400RND340. Các 
kết quả thử nghiệm đã được tiến hành trong phòng 
thí nghiệm Hệ thống cung cấp nhiên liệu Khoa Cơ 
khí động lực Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật 
Hưng Yên.
2. Cơ sở lý thuyết
2.1. Cơ sở lý thuyết đặc tính làm việc của bơm 
cao áp chia
2.1.1. Đặc tính tốc độ của bơm [4]
Hình 1. Đặc tính tốc độ của bơm cao áp
Đặc tính tốc độ của bơm là thông số phụ 
thuộc giữa số vòng quay của trục bơm với lượng 
nhiên liệu liệu cung cấp khi tay ga ở các vị trí khác 
nhau. Tính chất cung cấp nhiên liệu theo tốc độ 
quay của trục cam khi không đổi vị trí cơ cấu điều 
chỉnh (đặc tính tốc độ) V
ct
 = f(n
k
) sẽ ảnh hưởng đến 
dạng đường cong mô men quay khi thay đổi tốc độ 
quay của trục khuỷu. Dạng đặc tính này dùng để 
tính toán điều chỉnh động cơ Diesel. Mối quan hệ 
giữa lượng cung cấp chu trình với tốc độ quay của 
hệ thống cung cấp nhiên liệu với bơm, khi vị trí 
ISSN 2354-0575
Journal of Science and Technology24 Khoa học & Công nghệ - Số 9/Tháng 3 - 2016
tay ga điều chỉnh ở các vị trí khác nhau (Hình 1). 
Đường cong 1 tương ứng với vị trí cung cấp hoàn 
toàn 2, 3, 4 khi cung cấp từng phần. Ảnh hưởng đến 
quan hệ V
ct
 = f(n
k
) là tính tiết lưu và tính chịu nén 
của nhiên liệu. Thông thường ở các động cơ có hệ 
thống nhiên liệu tách rời ảnh hưởng của tính tiết lưu 
mạnh hơn nên lượng cung cấp tăng khi tốc độ quay 
tăng (đường 1-4).
2.1.2. Đặc tính điều chỉnh bơm cao áp chia [1, 4]
Đặc tính của thiết bị điều chỉnh là quan hệ 
giữa dịch chuyển tay ga điều chỉnh nhiên liệu và tốc 
độ quay SR = f(n).
Đặc tính của bộ điều chỉnh mọi chế độ. Bộ 
điều chỉnh mọi chế độ điều chỉnh một tốc độ quay 
không đổi phụ thuộc vào vị trí của tay đòn điều 
chỉnh.
Hình 2. Đặc tính điều chỉnh ở mọi chế độ A và đặc 
tính tốc độ của động cơ tương ứng B 
1. Điều chỉnh chạy không tải 
2. Đường toàn tải
a. Hiệu chỉnh dương ở vùng tốc độ quay trên b
2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm việc 
của bơm cao áp chia [5]
2.2.1. Ảnh hưởng của khe hở lắp ghép cặp piston-
xilanh bơm đến quá trình cung cấp nhiên liệu
- Khi giá trị khe hở của cặp piston - xilanh d 
không thay đổi. Với tốc độ quay động cơ càng nhỏ 
thì lượng nhiên liệu lọt càng tăng và thời gian đạt 
đến áp suất mở vòi phun càng kéo dài.
- Với một giá trị tốc độ quay không thay đổi 
khi tăng khe hở d làm tăng thời gian đạt đến áp suất 
mở vòi phun do đó có thể dẫn đến tăng mạnh quá 
trình lọt nhiên liệu và giảm góc phun sớm.
Hình 3. Ảnh hưởng của khe hở cặp piston - xilanh 
bơm đến quá trình tăng áp suất 
2.2.2. Ảnh hưởng của vận tốc góc trục bơm đến 
quá trình nén và lọt dòng nhiên liệu
Hành trình hữu ích của piston bơm (phụ 
thuộc vào vị trí quả ga h) càng nhỏ thì lượng nhiên 
liệu bị lọt càng tăng và thời gian đạt đến áp suất mở 
vòi phun càng kéo dài. Đồng thời còn có thể dẫn 
đến nguy cơ không mở được vòi phun trong quá 
trình khởi động với tốc độ quay nhỏ nếu khe hở d 
đạt đến một giá trị nào đó.
Hình 4. Ảnh hưởng của vận tốc góc trục bơm đến 
quá trình nén và lọt dòng nhiên liệu 
3. Quy trình thực nghiệm
3.1. Giới thiệu về thiết bị cân chỉnh bơm cao áp [7] 
Hình 5 giới thiệu thiết bị EPS 604 của hãng 
Bosch sử dụng để thí nghiệm bơm cao áp chia NP-
VE 4/9F2400RND340.
ISSN 2354-0575
Khoa học & Công nghệ - Số 9/Tháng 3 - 2016 Journal of Science and Technology 25
Hình 5. Thiết bị thí nghiệm, cân chỉnh bơm cao áp [6]
1. Đường dầu bôi trơn hồi về
2. Đường dầu bôi trơn vào
3. Van chỉnh áp suất và chỉnh dầu bôi trơn
4. Đồng hồ đo áp lực và dầu bôi trơn
5. Mặt hiển thị số
6. Núm dừng
7. Núm khởi động để đo lượng dầu tràn
8. Núm khởi động cho máy đo hành trình
9. Công tắc chọn số hành trình
10. Máy đếm hành trình và vòng quay
11. Áp kế nhiệt cho dầu kiểm tra
12. Bánh xe cho van tiết lưu nóng
13. Đồng hồ đo áp suất cao
14. Đồng hồ đo áp suất thấp
15.Van điều chỉnh áp suất cao, áp suất thấp
16. Tay quay chuyển số
17. Lỗ trong đĩa chia độ
18. Bánh đà
19. Đường dầu kiểm tra vào
20. Tay gạt chỉnh số vòng quay
21. Chi tiết kẹp
22. Đường dầu kiểm tra hồi về
3.2. Đối tượng thực nghiệm [6]
Bơm cao áp chia NP-VE 4/9F2400RND340
- NP: Bơm của hãng Nippon-Denso
- VE: là bơm chia
- 4: Số xilanh động cơ
- 8: Đường kính xilanh bơm
- F: Bộ điều tốc điều chỉnh ly tâm
- 2400: Số vòng quay định mức của bơm
Bảng 1. Thông số kỹ thuật của bơm cao áp chia NP- 
VE 4/9F2400RND340
STT Bước cân chỉnh Số vòng 
quay (v/p)
Thông số cân 
chỉnh
1 Điều chỉnh lượng 
cung cấp toàn tải.
1250 cm3/1000 ht
2 Điều chỉnh áp lực 
bơm cung cấp.
2000 6,2 - 6,9 bar
3 Đều chỉnh quãng 
đường của bộ 
điều chỉnh phun 
sớm.
2000 6,5 - 6,9 mm
4 Điều chỉnh tốc độ 
không tải.
250 6,0 - 10,0
cm3/1000 ht
5 Kiểm tra lượng 
nhiên liệu ở chế 
độ khởi động.
100-150 17 cm3/1000 ht
6 Điều chỉnh chế 
độ cắt tải cuối 
cùng.
2350 27 – 29
cm3/1000 ht
7 Điều chỉnh tốc độ 
toàn tải.
2300 4 – 6
cm3/1000 ht
3.3. Phương pháp tiến hành thực nghiệm
Trong điều kiện phòng thí nghiệm, nhóm 
nghiên cứu đã tiến hành các thí nghiệm trên thiết 
bị EPS 604 của hãng Bosch tại phòng thí nghiệm 
hệ thống nhiên liệu tại Khoa Cơ khí Động lực – Đại 
học SPKT Hưng Yên để xây dựng đặc tính tốc độ 
của bơm và đặc tính điều chỉnh bơm cao áp chia.
Bước 1: Lắp bơm cao áp NP-VE 
4/9F2400RND340 lên trên băng thử của Bosch.
Bước 2: Khởi động thiết bị thử nghiệm để 
đo lượng nhiên liệu tương ứng với các chế độ khác 
nhau (Hình 6). Lượng nhiên liệu được đo ở 200 
hành trình. Sau khi đã xác định được lượng nhiên 
liệu ta sẽ xây dựng được các đường đặc tính nhờ 
phần mềm Excel. 
Đặc tính tốc độ g3 = f(n) của bơm cao áp 
NP-VE 4/9F2400RND340 được lấy khi cố định tay 
ga nhiên liệu ở các vị trí hmax, h75%, h50%, h25% 
và hmin mà không có sự tác động của bộ điều tốc. 
Lượng nhiên liệu đo được khi thay đổi tốc độ quay 
của trục bơm tại các vị trí tay ga cố định này cho ta 
một họ các đường đặc tính.
Hình 6. Kết nối bơm cao áp với thiết bị thí nghiệm
ISSN 2354-0575
Journal of Science and Technology26 Khoa học & Công nghệ - Số 9/Tháng 3 - 2016
Đặc tính tự điều chỉnh (đặc tính điều tốc) của 
bơm được xây dựng khi kết nối tác động của bộ 
điều tốc. Lượng nhiên liệu đo được khi cố định tay 
ga nhiên liệu và thay đổi tốc độ quay của trục cam 
bơm.
3.4. Kết quả thực nghiệm
3.4.1. Xây dựng đường đặc tính g3 = f(n) khi 
tay ga ở các vị trí khác nhau
Bảng 2. Lượng nhiên liệu tương ứng với số vòng 
quay khi tay ga ở vị trí max, 75%, 50%, 25%, min 
đo ở 200 hành trình
Tốc độ 
bơm nb, 
v/ph
Tiêu hao nhiên liệu ∆g, cm3
hmax h75% h50% h25% hmin
250 12.5 10.2 7.3 4.9 1.1
500 12.9 10.5 7.5 5.1 1.2
750 13.5 10.8 7.8 5.6 1.4
1000 14.2 11.3 8.1 6.2 1.7
Hình 7. Đồ thị đặc tính tốc độ ∆g = f(n) khi ga ở các 
vị trí khác nhau
Từ đồ thị cho thấy: 
- Tại một vị trí tay ga nhất định, với cùng 
số hành trình cung cấp, khi thay đổi số vòng quay 
thì lượng cung cấp có sự thay đổi. Khi tăng số vòng 
quay thì lượng cung cấp cũng tăng lên, tuy nhiên 
lượng nhiên liệu cung cấp giảm nhiều và rõ rệt ở 
số vòng quay thấp, ở số vòng quay cao thì độ giảm 
lượng cung cấp ít đi.
Điều này được giải thích rằng khi tốc độ 
quay trục cam của bơm tăng, vận tốc piston cũng 
tăng theo làm giảm thời gian thực hiện một hành 
trình của piston do đó làm giảm lượng nhiên liệu 
lọt qua khe hở lắp ghép giữa piston và xi lanh. Tuy 
nhiên nếu lượng cung cấp giảm nhiều thì điều đó 
chứng tỏ khe hở giữa piston và xi lanh bơm càng 
lớn (độ mòn của piston và xi lanh bơm lớn). Đây 
chính là cơ sở để xây dựng dấu hiệu chẩn đoán tình 
trạng kỹ thuật của cặp piston - xi lanh bơm. 
3.4.2. Xây dựng đường đặc tính tự điều chỉnh 
của bơm cao áp NP-VE 4/9F2400RND340
Hình 8. Đồ thị đặc tính ∆g = f(n) khi có tác động 
của bộ điều tốc
Bảng 3. Lượng nhiên liệu cung cấp tương ứng với số vòng quay của bơm ở các vị trí tay ga khác nhau
Mức ga 100% Mức ga 75% Mức ga 50% Mức ga 25% Mức ga 0%
nb, v/ph ∆g, cm3 nb, v/ph ∆g, cm3 nb, v/ph ∆g, cm3 nb, v/ph ∆g, cm3 nb, v/ph ∆g, cm3
100 13.2
500 10.1
1250 9.3 1650 9.2 1300 9.3 980 9.5 500 9.9
2000 9.2 1900 8.2 1550 8.0 1200 8.2 800 8.2
2250 8.2 2100 5.5 1750 5.3 1400 5.5 1000 5.8
2500 4.8 2300 2.7 1950 2.7 1600 2.7 1200 3.4
2750 1.3 2400 1.2 2050 1.2 1700 1.2 1400 1.2
2845 0 2500 0 2160 0 1800 0 1500 0
ISSN 2354-0575
Khoa học & Công nghệ - Số 9/Tháng 3 - 2016 Journal of Science and Technology 27
Như vậy khi tăng tốc độ vòng quay thì lượng 
nhiên liệu giảm. Bộ điều tốc làm việc ở tốc độ vòng 
quay không tải vùng điều khiển khoảng 500 vòng/
phút, vùng điều khiển ở tốc độ vòng quay cuối cùng 
từ 2500 ÷ 2750 vòng/phút. Tay ga ở vị trí 50% biểu 
diễn trên đồ thị là đặc tính bộ phận có vùng điều 
chỉnh của bộ điều tốc giống như đặc tính ngoài. Ở 
chế độ tay ga cực tiểu tốc độ vòng quay không tải 
là 500 vòng/phút, lượng nhiên liệu là 10,1 cm3 vùng 
điều tốc cũng giống như đường đặc tính ngoài và 
đặc tính bộ phận. Trong bơm cao áp phân phối sử 
dụng bộ điều tốc đa chế độ nên bộ điều tốc trong 
bơm đã thực hiện nhiệm vụ điều chỉnh ổn định tốc 
độ làm việc của động cơ trong mọi chế độ làm việc. 
Kết quả thực nghiệm chính là cơ sở để xây dựng bộ 
dữ liệu chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của bộ điều 
tốc bơm cao áp.
4. Kết luận
Từ kết quả thực nghiệm đã xây dựng được 
các đường đặc tính của bơm cao áp phân phối NP-
VE 4/9F2400RND340. Các đường đặc tính đã xây 
dựng được sử dụng làm cơ sở để phân tích quá trình 
cung cấp nhiên liệu trên động cơ Diesel, phân tích 
quan hệ giữa trạng thái kỹ thuật của bơm cao áp đến 
đặc tính cung cấp nhiên liệu của chúng, đặc biệt là 
ảnh hưởng của mức độ hao mòn cặp lắp ghép piston 
- xylanh bơm cao áp đến lượng cung cấp nhiên liệu. 
Từ chính các thông số để xây dựng các đặc tính 
bơm cao áp chia sẽ được sử dụng làm các thông 
số trong quá trình chẩn đoán trạng thái kỹ thuật hệ 
thống cung cấp nhiên liệu và động cơ Diesel.
Tài liệu tham khảo
[1]. Phạm Minh Tuấn(2001), Động cơ đốt trong, NXB Khoa học và Kỹ thuật. 
[2]. Nguyễn Tất Tiến(2000), Nguyên lý Động cơ đốt trong, NXB Giáo dục.
[3]. Trần Thế San, Đỗ Dũng (2000), Thực hành sửa chữa, bảo trì động cơ diesel, NXB Đà Nẵng.
[4]. Lê Viết Lượng (2000), Lý thuyết động cơ Diesel, NXB Giáo dục, Hà Nội.
[5]. Ngô Thành Bắc, Nguyễn Đức Phú (1994), Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô, NXB Khoa học 
và Kỹ thuật.
[6]. Tài liệu đào tạo kỹ thuật viên Toyota.
[7]. Tài liệu hướng dẫn sử dụng thiết bị cân chỉnh bơm cao áp của BOSCH.
ROAD PROPERTIES SURVEY OF HIGH VOLTAGE PUMP NP-VE 4/9F2400RND340 
USED IN DIESEL ENGINES
Abstract:
This paper presents the results of the evaluation characteristic line of injection pump NP-VE 
4/9F2400RND340 used on diesel engines. The experiment is carried out to test experimental measurements 
fuel supply of high-pressure pump NP-VE 4/9F2400RND340 on the dynamometer by Bosch in various 
modes. The result imitate on characteristic lines drawing fuel supplies in the hand position and size different 
rotation frequency. On this basis, assess generalized characteristic lines built compared with the theoretical 
basis. This result is the basis for integrated analysis and assessment of the state of technical specifications 
to cater for diagnostic purposes. 
Keywords: Diesel engine, characteristic line of High-pressure pumps division.