Thuyết minh đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ ô tô đề tài KHAI THÁC kỹ THUẬT hệ THỐNG bôi TRƠN TRÊN ĐỘNG cơ MAZDA WL TURBO

Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Động đốt ngày phát triển mạnh, giữ vai trò quan trọng nhiều ngành kinh tế quốc dân nông nghiệp, giao thông vận tải đường bộ, đường sắt, đường biển, đường không nhiều ngành công nghiệp khác Sản lượng động đốt ngày giới ngày tăng cao Tuy nhiên, đường phát triển lên ngành động đốt nói chung ngành cơng nghiệp ơtơ nói riêng nước khác Tùy thuộc chủ yếu vào lực ngành khí mức độ cơng nghiệp hố nước Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, người ta chia động đốt trong ôtô nhiều hệ thống hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát Trong đó, hệ thống có tầm quan trọng định Hệ thống bơi trơn hệ thống động Việc khai thác kỹ thuật hệ thống động giúp cho sinh viên củng cố lại kiến thức học biết sâu tìm hiểu hệ thống khác Do em giao đề tài “KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG BÔI TRƠN TRÊN ĐỘNG CƠ MAZDA WL TURBO” Được giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn Vũ Thế Truyền, em hoàn thành đề tài Nhưng trình độ hạn chế, tài liệu khó khăn nên q trình thực khơng thể khơng có thiếu sót Kính mong bảo tận tình thầy cô khoa Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn ……………………… quý thầy cô giáo khoa , ngày tháng 06 năm 2022 Sinh viên thực SVTH: Trang Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 Công dụng, yêu cầu phân loại hệ thống bôi trơn 1.1.1 Công dụng Hệ thống bôi trơn động đốt có nhiệm vụ đưa dầu nhờn đến bôi trơn bề mặt ma sát Lọc chất cặn bẩn dầu nhờn dầu nhờn tẩy rửa bề mặt ma sát Ngoài ra, hệ thống bơi trơn cịn có nhiệm vụ làm mát dầu nhờn để đảm bảo tính lý - hố chúng giới hạn cho phép, đảm bảo việc bơi trơn có hiệu Hệ thống bơi trơn sử dụng loại động đốt sử dụng dầu nhờn để làm tiêu hao công suất ma sát gây ổ trục Đưa nhiệt lượng ma sát sinh ra ổ trục, thải vào mơi trường xung quanh, nhờ làm giảm lượng mài mòn chi tiết máy, bảo vệ chi tiết máy động đốt không bị gỉ Hệ thống bôi trơn động đốt có bốn nhiệm vụ sau đây: * Bôi trơn bề mặt ma sát, làm giảm tổn thất ma sát Hệ thống bôi trơn loại động đốt dùng dầu nhờn đệm vào bề mặt chuyển động tương nhau, nhằm mục đích ngăn cản giảm bớt tiếp xúc trực tiếp hai bề mặt ma sát Tuỳ theo chất lượng lớp dầu bôi trơn mà ma sát trượt chia làm ba loại: ma sát khơ (khơng có dầu), ma sát ướt (ln ln có dầu ngăn cách hai bề mặt ma sát ), ma sát tới hạn (nửa khô, nửa ướt) * Làm mát ổ trục Sau thời gian làm việc, công sinh từ trình cháy, tổn thất ma sát chuyển thành nhiệt Chính nhiệt làm cho nhiệt độ ổ trục tăng lên cao Nếu khơng có dầu nhờn, bề mặt ma sát nóng dần lên nhiệt độ giới hạn cho phép, làm nóng chảy hợp kim chống mài mịn, bong tróc, cong vênh chi tiết Dầu nhờn trường hợp đóng vai trị làm mát ổ trục, tải nhiệt ma sát sinh khỏi ổ trục, đảm bảo nhiệt độ làm việc bình thường ổ trục So với nước, dầu nhờn có nhiệt hố khoảng 4070 Kcal/kg Trong nhiệt độ hố nước 590 Kcal/kg, khả dẫn nhiệt dầu nhờn nhỏ: 0,0005 cal/ 0C.g.s, nước 0,0015 cal/ 0C.g.s nghĩa khả thu thoát SVTH: Trang Đồ án tốt nghiệp nhiệt dầu nhờn thấp so với nước Thế nhưng, nước thay chức dầu nhờn, cịn phụ thuộc vào số đặc tính lý hố khác Vì lý đó, để dầu nhờn phát huy tác dụng làm mát mặt ma sát Địi hỏi bơm dầu nhờn hệ thống bơi trơn phải cung cấp cho bề mặt ma sát lượng dầu đủ lớn * Tẩy rửa bề mặt ma sát Khi hai chi tiết kim loại ma sát với nhau, mạt kim loại sinh bề mặt ma sát, làm tăng mài mòn Nhưng nhờ có lưu lượng dầu qua bề mặt ma sát đó, mạt kim loại cặn bẩn bề mặt dầu mang đi, làm cho bề mặt sạch, giảm lượng mài mịn * Bao kín buồng cháy Do có lớp dầu hành xylanh pittơng, xécmăng rãnh xécmăng nên giảm khả lọt khí xuống cacte Ngồi bốn nhiệm vụ trên, dầu nhờn cịn có tác dụng lớp bảo vệ chống ăn mịn hố học 1.2 u cầu Trong hệ thống có nhiều động động phải có hệ thống bơi trơn độc lập chúng có liên hệ hỗ trợ Dầu nhờn phải đến tất vị trí cần bơi trơn,lưu lượng áp suất dầu bôi trôn phải phù hợp vời vị trí bơi trơn thống dầu nhờn phải đơn giản,làm việc tin cậy đảm bảo suất tiêu hao dầu nhờn nhỏ 1.3 Phân loại 1.3.1 Bôi trơn phương pháp vung té dầu SVTH: Trang Đồ án tốt nghiệp a) b) c) Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý bôi trơn phương pháp vung té dầu a- Bôi trơn vung té động nằm; b- Bôi trơn vung té động đứng; c- Bôi trơn vung té có bơm dầu đơn giản 1- Cácte; - Bulông truyền; - Thanh truyền; - Thìa múc dầu; - Bánh lệch tâm; - Máng dầu phu; - Điểm tựa; - Thân bơm; - Pittông bơm dầu SVTH: Trang Đồ án tốt nghiệp Nguyên lý làm việc: Dầu nhờn chứa cácte.Khi động làm việc nhờ vào thìa múc dầu lắp đầu to truyền, dầu múc tung lên lúc truyền dao động lắc Nếu mức dầu cácte bố trí xa thìa múc có thêm bơm dầu có kết cấu đơn giản để bơm dầu lên máng phụ 6, sau dầu nhờn hắc tung lên Cứ vịng quay trục khuỷu, thìa múc hắc dầu lên lần Các hạt dầu vung té bên không gian cácte rơi tự xuống bề mặt ma sát cổ trục Để đảm bảo cho ổ trục không bị thiếu dầu, vách ngăn ổ trục thường có vách ngăn hứng dầu dầu tung lên Phương pháp bôi trơn đơn giản hiệu kém, dầu chóng bị hố già Do dùng, dùng động nhỏ kiểu cũ 1.3.2 Bôi trơn phương pháp cưỡng Trong động đốt nói chung động ơtơ nói riêng dùng phương án bôi trơn cưỡng Dầu nhờn hệ thống bôi trơn, từ nơi chứa dầu bơm đẩy đến bề mặt ma sát áp suất định cần thiết, gần đảm bảo yêu cầu bôi trơn làm mát tẩy rửa bề mặt ma sát ổ trục hệ thống bôi trơn Hệ thống bôi trơn cưỡng gồm thiết bị sau: thùng chứa dầu cácte, bơm dầu, bầu lọc thô, bầu lọc tinh, két làm mát dầu nhờn, đường ống dẫn dầu, đồng hồ báo áp suất, nhiệt độ dầu, ngồi cịn có van Tuỳ theo vị trí chứa dầu đưa dầu bơi trơn, người ta chia hệ thống bôi trơn cưỡng làm hai loại: hệ thống bôi trơn cưỡng cácte ướt hệ thống bôi trơn cưỡng cácte khô 1.3.2.1 Hệ thống bôi trơn cưỡng cácte ướt Nguyên lý làm việc: Dầu nhờn chứa cácte bơm dầu 11 hút qua phao lọc 10 đến bầu lọc thô 13 theo đường dầu để bơi trơn ổ trục khuỷu, trục cam Khi dầu qua bầu lọc thơ 13 dầu lọc sơ chất cặn bẩn có kích thước hạt lớn Một phần dầu (khoảng 15÷ 20%) lượng dầu bơi trơn bơm cung cấp qua bầu lọc tinh trở lại cácte SVTH: Trang Đồ án tốt nghiệp 14 13 12 11 10 Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống bôi trơn cưỡng cácte ướt 1- Đồng hồ áp suất; 2- Đường dầu chính; 3- Đường dầu lên chốt khuỷu; 4- Trục khuỷu; 5- Bầu lọc tinh; 6- Két làm mát dầu nhờn; 7- Van nhiệt độ; 8- Đồng hồ đo nhiệt độ dầu; 9- Cácte; 10- Phao hút dầu; 11- Bơm dầu; 12- Van an toàn bơm; 13- Bầu lọc thơ; 14- Van an tồn hệ thống bôi trơn Chú ý lọc tinh lắp gần lắp xa lọc thơ lắp theo mạch rẽ so với lọc thô Khi nhiệt độ dầu bôi trơn lên 800C, độ nhớt dầu giảm sút, van nhiệt mở để dầu nhờn qua két làm mát Van chiều 12, 14 có tác dụng van an toàn mở hệ thống làm việc q tải Ngồi việc bơi trơn phận trên, để bôi trơn bề mặt làm việc xylanh, pittông Người ta kết hợp tận dụng dầu văng khỏi đầu to truyền Trong số động cơ, đầu to truyền có khoan lỗ nhỏ để phun dầu phía trục cam xylanh Với sơ đồ nguyên lý làm việc trên, hệ thống bôi trơn cưỡng cácte ướt có ưu, nhược điểm sau: * Ưu điểm: Cung cấp lượng dầu bôi trơn đầy đủ số lượng lẫn chất lượng, độ tin cậy làm việc hệ thống tương đối cao SVTH: Trang Đồ án tốt nghiệp * Nhược điểm: Do chứa dầu cácte phao hút lấp lửng, diện tích mặt thống lớn lại khó bố trí chiều cao tầng dầu nên động làm việc độ nghiêng lớn, dầu dồn phía Như vậy, lượng dầu cung cấp không đảm bảo yêu cầu Phạm vi sử dụng: sử dụng rộng rãi ơtơ làm việc địa hình tương đối phẳng 1.3.2.2.Hệ thống bôi trơn cưỡng cácte khô 11 10 Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống bơi trơn cưỡng cacte khô 1- Đồng hồ đo áp suất; 2- Két làm mát dầu; 3- Van nhiệt độ; 4- Đồng hồ nhiệt độ; 5- Nút xả dầu; 6- Bơm chuyển; 7- Van an toàn bơm; 8- Bơm dầu; 9- Bầu lọc thơ; 10-Van an tồn; 11- Phao hút dầu Nguyên lý làm việc: Chỉ khác hệ thống bôi trơn cưỡng cácte ướt hệ thống bôi trơn có thêm hai bơm hút dầu từ cácte thùng chứa Sau đó, hai bơm dầu chuyển dầu bôi trơn Trong hệ thống bôi trơn cưỡng cácte ướt, cácte chứa dầu bơi trơn cịn thùng chứa * Ưu điểm: Cácte hứng chứa dầu tạm thời, thùng dầu nơi chứa dầu để bôi trơn nên động làm việc độ nghiêng lớn mà khơng sợ thiếu dầu Dầu cung cấp liên tục đầy đủ SVTH: Trang Đồ án tốt nghiệp * Nhược điểm: Kết cấu phức tạp hơn, giá thành tăng lên phải bố trí thêm hai bơm để hút dầu qua thùng Phải thêm đường dầu bố trí thùng chứa dầu cho hợp lý * Phạm vi sử dụng: Hệ thống bôi trơn cưỡng cacte khô thường sử dụng loại động diesel dùng xe ủi, máy kéo, tàu thuỷ, 1.3.3 Bôi trơn phương pháp hỗn hợp Trên thực tế, đại đa số động dùng kiểu bôi trơn Tức kiểu bôi trơn vừa cưỡng vừa vung té Trong thường bơi trơn loại ổ trục phương pháp cưỡng bức, cịn bơi trơn bề mặt rộng (như thành xylanh) bề mặt ma sát nhỏ bố trí rải rác (như dàn cị mổ) dùng phương pháp vung té Nhiều động sử dụng phương án bôi trơn đầu nhỏ truyền, ổ trục cam dùng phương pháp vung té dầu từ đầu to Sở dĩ phải làm kiểu bơi trơn cưỡng hồn tồn phức tạp Mặc dù có ưu điểm bật đảm bảo tốt chế độ bôi trơn bề mặt ma sát Để làm giảm sủi bọt (làm tăng ôxy hoá dầu) nhiều động cơ, đáy cácte ngăn cách với phần lưới lọc thép có lỗ Phía có hàn dùng để giữ cho dầu khỏi chảy phía (khi hãm máy lấy đà) Ở động ơtơ, máy kéo có cấu tạo đại, mạch dầu làm dạng rãnh khoan Vì việc dẫn dầu ống có nhiều nhược điểm nên hệ thống làm việc khơng chắn Ví dụ lắp ống bị bẹp, méo q trình sử dụng ống bị nứt vỡ gây nguy hiểm cho động 1.3.4 Bôi trơn phương pháp pha dầu nhờn vào nhiên liệu Loại bôi trơn dùng động xăng hai kỳ cỡ nhỏ quét khí hộp trục khuỷu - cácte Nghĩa hộp trục khuỷu - cácte khối kín đóng vai trị máy nén khí để qt khí cho xylanh theo kiểu quét ngang Dầu nhờn pha vào xăng với tỷ lệ thể tích (4÷5)% Hỗn hợp dầu nhờn, nhiên liệu nhờ chế hồ khí xé thành hạt nhỏ trộn với khơng khí tạo thành khí nạp nạp vào cácte Tại hạt dầu ngưng tụ bám lên bề mặt ma sát để bôi trơn Kết cấu kiểu bôi trơn đơn giản, nhược điểm lớn dầu nhờn hỗn hợp khí nạp vào xylanh cháy tạo thành muội than bám lên thành buồng cháy đỉnh pittông, ngăn cản truyền nhiệt làm cho nóng máy SVTH: Trang Đồ án tốt nghiệp 1.3.5 So sánh đánh giá phương pháp bơi trơn Trước hết ta ý đến tính có điều kiện việc phân loại hệ thống bơi trơn Chẳng hạn tất động mặt gương xylanh bôi trơn cách vung dầu Do khẳng định hệ thống bôi trơn hệ thống bôi trơn cưỡng t khơng dùng động Ngồi ra, nhiều trường hợp ranh giới hệ thống bôi trơn cưỡng hệ thống bôi trơn kiểu phối hợp bị xố bỏ Việc dùng hệ thống bơi trơn kiểu vung té làm giảm tuổi thọ động nhiều so với dùng hệ thống bôi trơn kiểu phối hợp (hoặc bơi trơn cưỡng bức) Đó nguyên nhân sau: Ta biết tiêu quan trọng dầu độ bền chống ơxy hố tạo nhựa đường hắc ín, làm giảm chất lượng bôi trơn dầu làm tăng muội than Muội than có độ dẫn nhiệt thấp làm cho chi tiết động chóng bị nóng Nhiệt độ cao làm giảm độ nhớt dầu đến ma sát nửa ướt Ngồi ra, dầu có hạt muội than rắn làm cho điều kiện bôi trơn xấu tăng độ hao mịn Việc ơxy hố dầu xảy mạnh dầu trạng thái hạt nhỏ nhiệt độ 130÷1400C Do phương pháp dẫn dầu tới gối đỡ không chắn nên có nhiều khả xuất ma sát nửa ướt Mặc khác, mức chi phí dầu dùng phương pháp bôi trơn cách vung té cao dùng loại hệ thống bôi trơn khác Những nhược điểm hệ thống bơi trơn cách vung té khơng thể bù lại ưu điểm kết cấu đơn giản Từ nhận xét cho phép khẳng định hệ thống bôi trơn cách vung té tuý có lưu thông cưỡng loại hệ thống bôi trơn cũ đáp ứng yêu cầu hệ thống bôi trơn loại động đại Hệ thống bôi trơn cưỡng loại đại làm việc chắn phức tạp Nguyên nhân việc dẫn dầu cưỡng đảm bảo có lớp dầu cần thiết đảm bảo việc dẫn nhiệt từ bề mặt làm việc tốt Vì loại hệ thống thường ứng dụng động diesel động có chế hồ khí có số vịng quay cao lực qn tính phận chuyển động qua lại lực quán tính ly tâm có trị số cao Khi bơi trơn cưỡng bức, dầu dẫn đến gối đỡ với số lượng dư rửa cặn bẩn mạt kim loại, tạo điều kiện thuận lợi cho làm việc gối đỡ Do bơi trơn cưỡng bức, dầu tiếp xúc với chi tiết máy khơng khí nên SVTH: Trang Đồ án tốt nghiệp dầu bị ơxy hố chậm hơn, mức tiêu thụ dầu nhờn thấp Khi bôi trơn cưỡng (đặc biệt dùng hệ thống bôi trơn cưỡng cácte khơ hệ thống có tản nhiệt) dầu ln ln lọc làm nguội thời gian sử dụng dài CHƯƠNG KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG BÔI TRƠN TRÊN ĐỘNG CƠ MAZDA WL TURBO 2.1 Giới thiệu động MAZDA WL TURBO SVTH: Trang 10 Đồ án tốt nghiệp 2.4 Tính tốn kiểm nghiệm hệ thống bơi trơn 2.4.1.Tính tốn kiểm nghiệm ổ trượt Khi tính tốn ổ trượt động đốt (thiết kế động kiểm nghiệm động có) thường phải vào kết tính tốn phần động lực học để xác định lực tác dụng lên ổ trục (ổ đầu to truyền ổ đầu to trục khuỷu) Đồng thời, vào kết tính tốn sức bền trục khuỷu kết việc thiết kế bố trí chung, ta xác định kích thước ổ trục: chiều dài l đường kính d ổ trục Vì vậy, hồn tồn tính tốn kiếm nghiệm ổ trượt cách gần theo áp suất trung bình Ktb, áp suất cực đại Kmax hệ số va đập Tuy nhiên, việc kiểm nghiệm theo Ktb, Kmax gần đúng, phương pháp tính tốn dựa vào điều kiện tương tự thông số ổ trục (chiều dài, đường kính, khe hở) thông số sử dụng (tốc độ tiếp tuyến, áp lực, nhiệt độ ổ trục, loại dầu bôi trơn ) ổ trục Trong thực tế, điều kiện tương tự khó xác định đơi khơng tồn Vì vậy, ngồi việc tính tốn kiểm nghiệm để so sánh Ktb, Kmax theo lý thuyết thuỷ động lực học xác định thơng số tối ưu ổ trượt Phương pháp tính tốn bơi trơn theo lý thuyết thuỷ động lực học có vấn đề sau 2.4.1.1 Các thông số ổ trượt hình trụ Hình 2.11 Vị trí trục ổ trục phân bố áp suất thuỷ động lực học màng dầu SVTH: Trang 22 Đồ án tốt nghiệp Ổ trượt phần lớn động đốt ổ trượt hình trụ (ổ đầu to truyền, ổ trục khuỷu, ổ trục cam ) Trong điều kiện lý tưởng-bôi trơn ma sát ướt, tác dụng lực P hình thành chêm dầu, tâm trục lệch đoạn e áp suất thuỷ động lực học màng dầu phân bố hình 6.1 Trong đó: -  ,  : Góc ứng với điểm bắt đầu chịu tải điểm kết thúc chịu tải màng dầu -  : Khe hở ổ trục  D  d -  : Khe hở bán kính   R  r  / -  : Khe hở tương đối tính đơn vị đường kính ổ trục   / d  / r - l/d: Chiều dài tương đối ổ trục - e: Độ lêch tâm tuyệt đối -  : Độ lệch tâm tương đối  e /  - h min: Chiều dày nhỏ màng dầu h =   e      1    - h max: Chiều dày lớn màng dầu h max =   e      1    2.4.1.2 Điều kiện hình thành màng dầu chịu tải Khi động chưa làm việc, trục tiếp xúc với ổ trục điểm a (hình 6.1), điểm thấp ổ trục, lúc chưa hình thành màng dầu Vì vậy, giai đoạn động bắt đầu làm việc, ma sát trục ổ trục ma sát khơ Sau bơm dầu hoạt động, dầu cung cấp hình thành ma sát ướt Giả sử rằng, trình làm việc động cơ, lực Q tác dụng lên ổ trục có trị số hướng khơng đổi (nhưng thực tế phụ tải thay đổi) Khi trục quay, lớp dầu bám trục quay theo với vận tốc vận tốc ngồi vịng trục Lớp dầu xa bề mặt trục vận tốc nhỏ, trường vận tốc phân bố hình 6.1 Khi lớp dầu bị vào khe hở hẹp, tính chất khơng chịu nén dầu nhờn nên lớp dầu có xu hướng lưu động dọc trục để thoát khỏi khe hở Nhưng SVTH: Trang 23 Đồ án tốt nghiệp nhờ lực ma sát dầu nhờn cản khơng cho lưu động dọc trục Vì khiến áp suất thuỷ động lực học lớp dầu lớn, gần h lớn Khi vận tốc cuả trục đạt đến gần vị trí đó, tổng lực phương thẳng đứng áp suất thuỷ động lực học cân với tải trọng Q lúc trục bắt đầu nâng lên khơng tiếp xúc với bạc lót Giữa hai bề mặt ma sát hình thành lớp ngăn cách không cho chúng tiếp xúc với Ổ trục lúc làm việc với chế độ bôi trơn ma sát ướt hoàn toàn Như vậy, điều kiện chủ yếu để hình thành lớp dầu bơi trơn ma sát ướt phương pháp thuỷ động là: - Giữa hai bề mặt phải có khe hở hình chêm - Dầu phải có độ nhớt định liên tục chảy vào khe hở - Vận tốc tương đối hai bề mặt phải có phương, chiều thích hợp trị số vận tốc đủ lớn để áp suất sinh lớp dầu đủ khả cân với tải trọng ngồi 2.4.1.3 Tính kiểm tra màng dầu Muốn đảm bảo điều kiện bôi trơn ma sát ướt, tức không để xảy tượng tiếp xúc trực tiếp trục bạc lót thời điểm trình làm việc, điều kiện cần phải có là: hmin  hth_+hp Ở đây: - hmin: Chiều dày màng dầu tối thiểu - hth: Chiều dày tới hạn lớp dầu chịu tải hth =  o   t   hd - hp: Chiều dày công tác tối thiểu màng dầu Chọn hp = 0,002 (mm) Trong đó: -  o : Độ nhấp nhơ bề mặt bac lót -  t : Độ nhấp nhô bề mặt trục -  hd : Sai lệch hình dáng, khó xác định nên bỏ qua Suy ra: hth =  o   t Do trục đánh đá mài khôn nên chọn  o 0,0004 (mm) Bạc hợp kim tráng Babit nên chọn  t 0,001 SVTH: (mm) Trang 24 Đồ án tốt nghiệp Vậy : hth+hp = 0,0004 + 0,001+0,002 = 0,0034 (mm) Để an toàn hệ số tin cậy bôi trơn: K= hmin 1,5 hth (6.1) Tuy xác định trị số hmin theo cách tính tốn hoàn toàn chưa xét đến trạng thái nhiệt ổ trục Trong thực tế ổ trục chịu nhiệt, sức bền hợp kim chịu mòn khả chịu mỏi giảm sút nhiều Vì dù ổ trục có trị số hmin đảm bảo điều kiện an tồn ổ trục bị bó kẹt cháy Trạng thái nhiệt ổ trục thể rõ nhiệt độ màng dầu bôi trơn Nói chung, ổ trục dùng kim loại đồng chì làm hợp kim chịu mịn, nhiệt độ trung bình ổ trục khơng cao q 110 0C, ổ trục dùng hợp kim babit không cao 1000C Tương ứng với trạng thái nhiệt độ này, độ hâm nóng dầu nhờn qua ổ trục nằm phạm vi 20500C Căn vào lý thuyết bôi trơn thuỷ động lực kết thực nghiệm, người ta xác định quan hệ biến thiên độ lệch tâm tương đối  áp suất bình quân ktb, khe hở tương đối  độ nhớt màng dầu  vận tốc góc và tỷ số l d Đối với ổ trục thơng số kết cấu xác định ta có quan hệ hàm số sau đây: K )  = f(   K Đại lượng khơng có thứ nguyên gọi hệ số phụ tải    SVTH: Trang 25 Đồ án tốt nghiệp Hình 2.12 Quan hệ biến thiên hàm số  = f() a) Đối với độ lệch tâm tương đối trung bình b) Đối với độ lệch tâm tương đối lớn Biến thiên hàm  = f(,l/d) biểu diễn theo hình 6.2 Hệ số phụ tải tính theo công thức sau: = K tb  ( ).10-4   d (6.2) Ở :  : Độ nhớt dầu nhờn theo nhiệt độ SVTH: Trang 26 Đồ án tốt nghiệp  =1,35.10-3 (kg.s/m2)  : khe hở ổ trục  =0,5.10  d=0,5.10  55=27,5( m ) =  n : Tần số góc quay trục khuỷu [ rad/s] 30  3,14.3500 366,3 [ rad/s] 30 K’tb - Áp suất trung bình bề mặt trục K’tb = Q' tb Fpt d l (6.3) Fpt - Diện tích đỉnh pittơng Fpt =  D 3,14.932  6789,465 (mm2) 4 Q’tb - Phụ tải bình quân vùng chịu tải lớn xác định từ đồ thị khai triển phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Q’tb = 7,21 (MN/m2) Thay giá trị tìm vào cơng thức (6.3), ta có: K’tb = 7,21.6789,465 29,47 (MN/m2) 30,2.55 Thay giá trị tìm vào cơng thức (6.2), ta có : = 29,47.27,52.10  0,15 1,35.366,3.5,52 Qua đồ thị hình 6.2 ta xác định  theo tỉ số l/d  0,3 Vậy chiều dày nhỏ màng dầu h =   e      1    = 0,5.10  3.55 (1  0,3) =0,009 (mm) Thế số liệu tìm vào cơng thức (6.1), ta có: K 0,009 6,42 > 1,5 (thỏa mãn điều kiện) 0,0014 Vậy màng dầu bôi trơn hmin thoả mãn 2.4.2 Tính tốn kiểm nghiệm bơm dầu SVTH: Trang 27 Đồ án tốt nghiệp 2.4.2.1.Các thông số bơm dầu Đường kính trục: d=15 (mm) Đường kính đỉnh răng: Dd=42 (mm) Đường kính chân răng: Dc=22 (mm) Chiều cao răng: h=10(mm) Đường kính vịng chia: Do =33(mm) Số răng: Z=10 Chiều dài răng: bc=39 (mm) 2.4.2.2 Tính kiểm nghiệm lưu lượng bơm dầu Lượng dầu bơi trơn làm mát ổ trục phụ thuộc vào số ổ trục tổng diện tích ma sát Do dầu nhờn có nhiệm vụ làm mát ổ trục nên xác định lượng dầu nhờn qua ổ trục phương pháp tính tốn nhiệt ổ trượt Sau tổng hợp lại để tìm lưu lượng dầu cần cung cấp cho mặt ma sát động Cũng xác định lưu lượng dầu nhờn theo phương pháp tính cân nhiệt động Vì nhiệt lượng dầu nhờn tải phụ thuộc nhiều vào trạng thái nhiệt ổ trục, trạng thái nhiệt trạng thái công suất động Theo thực nghiệm: Qd = (0,015  0,020).Qr Chọn Qd = 0,018.Qr Ở đây: Qd - Nhiệt lượng dầu nhờn đem Qr - Nhiệt lượng nhiên liệu cháy sinh Qr  = 632.Ne = e 632.85 1790666,7 0,3 (kcal/h)  e - Hiệu suất có ích động  e = (0,25  0,350) Chọn e 0,3 Suy ra: Qd =0,018.1790666,7 = 30441 (kcal/h) Lưu lượng cần thiết dầu bôi trơn cung cấp cho mặt ma sát Vd = SVTH: Qd  Cd t (6.4) Trang 28 Đồ án tốt nghiệp Trong đó:  - Khối lượng riêng dầu  = 0,85 (kg/l) Cd -Tỷ nhiệt dầu nhờn Cd = 0,5 (kcal/kg OC)  t = (10 15) (oC) Chọn  t 13 (oC) Thế số liệu vừa tìm vào cơng thức (6.4), ta có: Vb = 30441 = 550 (lít/h) 0,85.0,5.13 Để đảm bảo cung cấp đủ lượng dầu bơi trơn nói trên, bơm dầu thường phải cung cấp lưu lượng lớn gấp vài lần Do lưu lượng Vb bơm dầu là: Vb,  3,5Vd Động MAZDA WL TURBO động diesel hàng xylanh nên : Vb, 3,0.Vd 3,0.550 1650 (lít / h) Nếu xét đến hiệu suất bơm, lưu lượng lý thuyết bơm dầu xác định theo công thức: Vb = V 'b (lít / h) b (6.5) Ở : b : Hiệu suất cung cấp bơm dầu Chọn  b= 0,7 Vb = 1650 =2357 (lít / h) 0,7 Từ kích thước thực tế bơm bánh ta áp dung cơng thức để tính toán kiểm tra lưu lượng bơm dầu Căn vào thơng số kích thước bánh bơm dầu, xác định Vb theo cơng thức Vb = .do.h.b.nb.60.10-6 (lít / h) (6.6) Ở đây: - d0 : Đường kính vịng chia (mm) - h : Chiều dày bánh (mm) - nb : Số vòng quay bơm dầu (vg/ph) SVTH: Trang 29 Đồ án tốt nghiệp - b: Chiều dài Thay giá trị tìm vào cơng thức (6.6), ta có: Vb=3,14.34.10.39.1200.60 10 =2997,8 (lít/h) Vậy vượt 6,4 % nằm pham vi cho phép 2.4.3 Tính tốn kiểm nghiệm két làm mát dầu Tính tốn kiểm nghiệm két làm mát dầu bao gồm việc xác định bề mặt tản nhiệt để truyền nhiệt từ môi trường dầu môi trường xung quanh nước Xác định két làm mát dầu dựa sở lý thuyết việc truyền nhiệt Quá trình truyền nhiệt bao gồm giai đoạn Từ dầu đến mặt thành ống bên Q lmd  F1  t d  t  (J/s) Qua thành ống  Q lmd  F1  t  t  (J/s)  Từ mặt thành ống đến nước Q lmd  F2  t  t kk  (J/s) Ở đây: - Q lmd : Nhiệt lượng động truyền cho dầu trình làm việc nhiệt lượng dầu dẫn qua két làm mát -  : Hệ số tản nhiệt từ dầu đến thành ống -  : Hệ số dẫn nhiệt vật liệu làm ống -  : Chiều dày thành ống -  : Hệ số tản nhiệt từ thành ống vào nước - F : Diện tích mặt tiếp xúc với dầu - F : Diện tích bề mặt tiếp xúc với nước - t , t : Nhiệt độ trung bình mặt ngồi mặt thành ống - t d , t kk : Nhiệt độ trung bình dầu làm mát tản nhiệt nước qua tản nhiệt Diện tích tản nhiệt cần thiết két làm mát dầu xácđịnh theo công thức: Qd Fk = K t  t d d k SVTH:  (m) (6.7) Trang 30 Đồ án tốt nghiệp Ở đây: - Fk : Diện tích làm mát dầu - Kd: Hệ số truyền nhiệt tổng quát dầu nhờn mơi chất Động MAZDA WL TURBO có kiểu ống cong tạo dịng chảy xốy lốc nên Kd   700 1000 (kcal/m h o C ) Chọn Kd = 700 (kcal/m h.o C ) Kd=700.4,178 (kcal/m h.o C )=2924,6 (KJ/m h.o C ) - td , tk : Nhiệt độ trung bình dầu két môi chất công tác Chọn td = 85 ( 0C ) , tk = 45 ( 0C ) - Qd: Nhiệt lượng động truyền cho dầu Qd = Cd  Vk  t dth  t mth  (6.8) Trong đó: - Cd: Tỷ nhiệt dầu Cd = 0,5 (Kcal/kg o C ) -  : Khối lượng riêng dầu nhờn  = 0,85 (kg/l) - Vk: Lưu lượng dầu nhờn tuần hoàn két Vk = Vh = 0,198 (l/giây) Thế số tìm vào cơng thức (6.8), ta có: Qd = 0,5.0,98.0.198.(85 - 30) = 4,628 (Kcal/giây) = 19377,48 (J/giây) Thế Qd vào cơng thức (6.7), ta có: Fk = 19377,48 0,12 (m ) 2924,6.55 2.4.4 Tính tốn kiểm nghiệm lượng dầu te Lượng dầu chứa cacte xác định cơng thức thực nghiệm sau: Vì động Diêzen tơ nên : Vct= (0,1- 0,15) Ne Với Ne công suất động cơ.Ne = 85 (KW) Vct=0,12 85=10,2 (lít) SVTH: Trang 31 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG BÔI TRƠN 7.1 ÁP SUẤT DẦU BƠI TRƠN GIẢM - Có thể dầu đuờng ống dẫn dầu bị rị, bơm dầu ổ trục khuỷu trục cam bị mòn - Mức dầu cacte thấp, không đủ dầu cung cấp Dầu lỗng khơng phù hợp - Van giảm áp bơm bị kẹt vị trí mở, dầu khơng cung cấp cho hệ thống - Độ nhớt dầu thấp, dầu bị lọc qua khe trục - Động nóng làm giảm độ nhớt dầu 7.2 ÁP SUẤT DẦU BƠI TRƠN TĂNG Áp suất dầu bơi trơn tăng thường xảy ra, trường hợp có đường ông dẫn dầu bị tắc Sử dụng dầu có độ nhớt cao Van giảm áp bị kẹt vị trí đóng Đồng hồ báo áp suất dầu bị hỏng 7.3 HỎNG BƠM DẦU Bơm dầu hỏng gây nên giảm áp suất hệ thống bôi trơn làm giảm lưu lượng bơm dầu Các dạng hỏng bơm dầu: - Các bánh bơm bị mịn, tróc rổ - Mặt làm việc bên thân bơm bị mòn - Van điều chỉnh áp suất dầu bơi trơn bị mịn - Lổ, bệ van bị mịn, xước, lổ ren bị hỏng - Các bạc lót gối đỡ trục bị mòn - Lò xo van giảm áp bị yếu gãy - Thân bơm bị nứt, vỡ 7.4 HỎNG LƯỚI LỌC VÀ BẦU LỌC 7.4.1.Các dạng hỏng - Lưới lọc đặt đường ống hút thường bị thủng tắc lỗ lưới - Thân bầu lọc bị bứt vặn bị cháy hỏng SVTH: Trang 32 Đồ án tốt nghiệp 7.4.2.Sửa chữa Nếu lưới lọc bị tắc đem ngâm vào xăng thời gian, sau dó súc rửa thổi khí nén Bầu lọc bị tắc ta thường thay bầu lọc 7.5 HỎNG KÉT LÀM MÁT 7.5.1 Các dạng hỏng Đường ống ruột két bị bẩn, tít Két làm mát bị thủng 7.5.2 Sửa chửa Ống làm mát bị bẩn, tít thơng que thơng với khí nén dầu hỏa Két bị thủng thi dùng phương pháp hàn đắp 7.6 CÁC NGUYÊN NHÂN KHÁC ĐẾN HỎNG HỆ THỐNG BÔI TRƠN 7.6.1 Thiếu dầu bơi trơn Có ba yếu tố ảnh hưởng đến tiêu hao dầu Tốc độ động Tốc độ cao tạo nhiệt độ cao hạ thấp nhiệt độ dầu, làm cho dầu bôi trơn co thể vào buồng cháy động Tốc độ cao gia tăng độ ly tâm thành xylanh tăng lên Tốc độ động cao làm cho vòng dầu piston bị rung, lắc nên dầu qua vịng dầu vào buồng đốt Sự làm kín động Khi đệm kín bị hư hỏng dầu rị rỉ ngồi Có thể dùng thuốc nhuộm chovào dầu dùng đèn cực tím chiếu lên động để xác định nơi rị rỉ Sự mài mòn động Khi chi tiết động bị mòn, tiêu hao dầu gia tăng Các bạc lót bị mịn làm văng nhiều dầu lên thành xylanh Các xylanh bị mòn ngăn cản hoạt động bình thường vịng dầu, chúng khơng thể gạt hết dầu bám thành xylanh Làm cho dầu vào buồng cháy bị đốt cháy tạo thành muội than buồng cháy động 7.6.2.Thừa dầu bôi trơn 7.6.3.Dầu đen, dầu cặn bẩn nhiều mạt kim loại Do khí cháy lọt xuống cácte Muội than đóng nhiều đỉnh piston SVTH: Trang 33 Đồ án tốt nghiệp Dùng nhiên liệu có nhiều tro Các bạc trục khuỷu, trục cam, đệm vòng chns dọc trục bị mài mòn cào xước có khe hở lớn Các nguyên nhân ảnh hưởng lớn đến chất lượng bôi trơn cúa động làm nóng máy, tăng nhanh hao mịn cho động làm giảm công suất máy 7.7 BẢO DƯỠNG Kiểm tra mực dầu: Đậu xe nơi phẳng, tắt máy đợi vài phút để dầu trở máng dầu Tháo que thăm dầu lau Cắm que thăm dầu trở vào lấy xem mực dầu bám que để biết có cần thiết thêm dầu hay khơng Chú ý tình trạng dầu để xác định xem có bị bẩn, lỗng hay đặc Có thể nhỏ vài giọt dầu lên ngón tay miết hai ngón tay vào để biết dầu có bụi hay khơng Thay dầu: Thay bị nhiễm bẩn Dầu bơi trơn động trở nên bẩn hình thành muội than buồng đốt Sự nhiễm dầu xảy hạt bụi nhỏ qua lọc khí hạt kim loại mài mòn động Mặc dù lọc dầu lọc hạt nhỏ khơng thể lọc hồn tồn Các nhà sản xuất xe ôtô thường giới thiệu cho khách hàng (bằng tài liệu kèm theo) lịch trình thay dầu bơi trơn Tuy nhiên, thời hạn thay dầu phụ thuộc chủ yếu vào tình trạng sử dụng xe Những cơng việc bảo dưỡng khác: Lọc dầu thay định kỳ theo hướng dẫn nhà sản xuất Thường lọc dầu thay lần thay dầu sau vài lần thay dầu Nói chung phụ thuộc vào điều kiện sử dụng xe Bơm dầu không cần thiết phải bảo dưỡng điều kiện vận hành bình thường Nếu bơm bị mịn, khơng giữ áp lực tháo bơm để sửa chữa thay Van an tồn áp lực khơng khuyến khích điều chỉnh sửa chữa, khơng hoạt động tốt nên thay Các thiết bị báo áp lực dầu không cần thiết bảo dưỡng, chúng hư hỏng thay thiết bị SVTH: Trang 34 Đồ án tốt nghiệp KẾT LUẬN Qua đề tài ” Khai thác kỹ thuật hệ thống bôi trơn động MAZDA WL TURBO” Em có nhận xét sau: Bơm dầu sử dụng động MAZDA WL TURBO loại bơm bánh cấp, dẫn động trục khuỷu với ưu điểm sau: kết cấu bơm gọn nhẹ, lưu lượng lớn, độ an toàn cao Bầu lọc sử dụng động loại bầu lọc tổ hợp, có lõi lọc giấy Có ưu điểm lọc cặn bẩn, vừa làm nhiệm vụ lọc thô lọc tinh Đây loại bầu lọc có độ an toàn tin cậy cao Đáp ứng yêu cầu làm việc khắc khe hệ thống bôi trơn Có kết cấu nhỏ gọn, bảo dưỡng, sữa chữa không cần thay phần tử lọc Động sử dụng két làm mát dầu nhờn nước làm việc dựa nguyên lý trao đổi nhiệt Loại két có kết cấu nhỏ gọn, khả làm mát tốt Qua đề tài này, giúp cho em củng cố lại kiến thức học, hệ thống bôi trơn động Mặc dầu, với nổ lực thân với giúp đỡ, hướng dẫn tận tình thầy ……………… , kiến thức lẫn kinh nghiệm thực tế hạn chế Do vậy, q trình thực khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong bảo tận tình q thầy mơn Em xin chân thành cảm ơn ! SVTH: Trang 35 Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Kết cấu tính tốn động đốt - Tập 1,2,3 - Tác giả Hồ Văn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Đức Tiến - Nhà xuất giáo dục 1996 Nguyên lý động đốt - Tác giả Nguyễn Bình, Nguyễn Tất Tiến - Nhà xuất giáo dục 1994 Catalo Ranger 4.Thủy lực máy thủy lực (tập I, II) Tác giả: Nguyễn Phước Hoàng - Phạm Đức Nhuận - Nguyễn Thạc Tân - Đinh Ngọc Ái - Đặng Huy Chi Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp 5.Thiết kế Chi Tiết Máy - Tác giả : Nguyễn Trọng Hiệp- Nguyễn Văn Lâm Nhà Xuất giáo dục SVTH: Trang 36 .. .Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BƠI TRƠN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 Cơng dụng, yêu cầu phân loại hệ thống bôi trơn 1.1.1 Công dụng Hệ thống bôi trơn động đốt có nhiệm... định hệ thống bơi trơn hệ thống bôi trơn cưỡng tuý không dùng động Ngoài ra, nhiều trường hợp ranh giới hệ thống bôi trơn cưỡng hệ thống bôi trơn kiểu phối hợp bị xố bỏ Việc dùng hệ thống bơi trơn. .. cưỡng cácte khô hệ thống có tản nhiệt) dầu ln ln lọc làm nguội thời gian sử dụng dài CHƯƠNG KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG BÔI TRƠN TRÊN ĐỘNG CƠ MAZDA WL TURBO 2.1 Giới thiệu động MAZDA WL TURBO SVTH: