Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế hệ thống bôi trơn động cơ 1MZ FE EBOOKBKMT COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí LỜI NÓI ĐẦU Động cơ đốt trong ngày nay đang phát triển rất mạnh, giữ vai trò quan trọng trong nhiều ngành[.]
EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí LỜI NÓI ĐẦU Động đốt ngày phát triển mạnh, giữ vai trò qu 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 Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, tính tốn thiết kế người ta chia động đốt trong ôtô nhiều hệ thống hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát Mỗi hệ thống có tầm quan trọng định Hệ thống bôi trơn hệ thống động có ý nghĩa Với ý nghĩa đó, em chọn đề tài tốt nghiệp “Thiết kế hệ thông bôi trơn động 4G94 lắp xe MITSUBISHI 2.0” Với kiến thức thầy, cô truyền đạt kết hợp với việc sưu tầm tìm hiểu tài liệu có liên quan đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy Dương Đình Nghĩa, đến em hoàn thành đồ án giao 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 khoa Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày tháng năm 2014 Sinh viên thực Lê Văn Ấn EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí Chương GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG BÔI TRƠN TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1.NHIỆM VỤ VÀ YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG BÔI TRƠN Ma sát hao mòn bề mặt tiếp xúc chi tiết hai tượng khơng thể tránh q trình hoạt động động ôtô Hơn điều kiện hoạt động động ôtô nặng nhọc nên ma sát mức độ hao mòn bề mặt tiếp xúc lớn Trong động để bao kín lưng xéc măng ln phải tì sát lên mặt gương xilanh sinh ma sát trượt điều kiện áp suất, vận tốc nhiệt độ cao, nguyên nhân giảm tuổi thọ động Các bề mặt cổ trục khuỷu, chốt khuỷu, chốt piston, bề mặt bạc lót đầu nhỏ đầu to truyền chịu ma sát trượt lớn Để giảm mức độ ma sát hao mòn cần phải tránh tiếp xúc trực tiếp bề mặt chịu ma sát cách dùng phương án vật liệu bơi trơn thích hợp để hình thành màng thủy động lực ngăn cách 1.1.1 Nhiệm vụ Nhiệm vụ quan trọng hệ thống bôi trơn cung cấp liên tục dầu nhờn cho bề mặt tiếp xúc chi tiết có chuyển động tương động đồng thời làm mát tẩy rửa bề mặt ổ trục Vì chủng loại tính hóa lý dầu bơi trơn, lưu lượng áp suất dầu bôi trơn hệ thống bôi trơn vấn đề quan trọng ảnh hưởng lớn đến nhiệm vụ hệ thống bôi trơn Dầu nhờn bôi trơn dùng cho động đốt có bốn cơng dụng sau đây: Bôi trơn mặt ma sát, làm giảm công suất ma sát Khi bôi trơn bề mặt ma sát, dầu nhờn đóng vai trị chất đệm ngăn cách hai mặt ma sát không tiếp xúc trực tiếp với nhau, vào tính chất vật lý ta phân loại ma sát trượt ổ trục thành loại: + Ma sát khô ( xảy hai bề mặt ma sát khơng có dầu nhờn, mặt ma sát tiếp xúc trực tiếp với nhau) + Ma sát ướt (xảy hai bề mặt ma sát có lớp dầu bơi trơn, khiến q trình chuyển động mặt ma sát hồn tồn không tiếp xúc trực tiếp với nhau) EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí + Ma sát nửa khô nửa ướt (xảy màng dầu nhờn ngăn cách mặt ma sát bị phá hoại Mặt ma sát tiếp xúc cục vùng màng dầu nhờn bị phá hoại ) + Ma sát tới hạn (Là trạng thái trung gian ma sát khô ma sát ướt Khi xảy ma sát tới hạn, mặt ma sát tồn màng dầu mỏng màng dầu chịu tác dụng lực phân tử bề mặt kim loại nên bám chặt bề mặt kim loại khả lưu động) Hệ thống bôi trơn đảm bảo cung cấp dầu để ổ trục làm việc trạng thái ma sát ướt Hệ số ma sát thường nhỏ hệ số ma sát khô từ hai đến năm lần Ví dụ trạng thái ma sát ướt, hệ số ma sát ướt thép với babít 0,05 ma sát khơ 0,25 Hệ số ma sát thép với đồng ma sát khô 0,15 ma sát ướt giảm xuống 0,01 - Làm mát ổ trục Sau thời gian làm việc, cơng sinh từ q 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 trò làm mát ổ trục, tải nhiệt ma sát sinh khỏi ổ trục, đảm bảo nhiệt độ làm việc bình thường ổ trục - 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 khe hở xylanh piston, xéc măng rãnh xéc măng nên giảm khả lọt khí xuống các-te Ngồi bốn nhiệm vụ trên, dầu nhờn cịn có tác dụng lớp bảo vệ chống ăn mịn hố học 1.1.2 u cầu Để đảm bảo động làm việc ổn định, tất cụm chi tiết phải đảm bảo cần bôi trơn đáp ứng yêu cầu định chế độ hoạt động, có bề mặt ma sát cần EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí bơi trơn xa đường dầu địi hỏi hệ thống bơi trơn phải cung cấp đủ dầu đến bề mặt làm việc chi tiết động Dầu bôi trơn động làm việc trạng thái thay đổi nhiệt, để đáp ứng yêu cầu bề mặt làm việc chi tiết, chất lượng dầu bôi trơn phải đảm bảo trạng thái tốt Nếu chất lượng dầu không tốt gây cản trở trình hình thành màng dầu bề mặt ma sát Tổn thất dầu bôi trơn nhỏ Để đáp ứng yêu cầu cấu, phận là: bơm dầu phải đáp ứng cung cấp đủ lượng dầu với áp suất cần thiết để bôi trơn mặt ma sát, phận két làm mát, lọc dầu đảm bảo gây trở lực cho dầu với mức thấp nhất, đường ống dẫn dầu khơng bị rị rỉ 1.2 CÁC PHƯƠNG ÁN BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Chọn phương án bôi trơn cho động đốt tùy thuộc vào tính tốc độ, cơng suất, mức độ phụ tải ổ trục công dụng động đốt Nói chung, thiết kế hệ thống bơi trơn cho động đốt chọn phương án bôi trơn đây: 1.2.1 Bôi trơn phương án vung té dầu Phương án bôi trơn thường dùng động xi lanh nằm ngang có kết cấu đơn giản, vài loại động xi lanh kiểu đứng, dùng phương pháp vung té nhỏ dọt động Becna, Slavia kiểu cũ EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí 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- Bánh lệch tâm; 2- Piston bơm dầu; 3- Thân bơm; 4-Cácte; 5- Điểm tựa; 6- Máng dầu phụ Ưu điểm phương án kết cấu hệ thống bôi trơn đơn giản nhỏ gọn, dễ bố trí, giá thành rẻ hệ thống chi tiết, dễ bảo dưỡng sửa chữa Nhược điểm phương án bôi trơn lạc hậu, tuổi thọ dầu giảm nhanh, dầu không đủ áp lực nên thường ổ trục không bơi trơn đầy đủ, khơng ổn định nên dùng, mặt khác va đập dầu thường bị lão hóa nhanh, suất tiêu hao dầu nhờn cao Hiện nay, phương án dùng Nguyên lý làm việc: Dầu nhờn chứa các-te (4), động làm việc nhờ vào thìa múc dầu lắp đầu to truyền múc hắt tung lên Nếu múc dầu các-te bố trí cách xa thìa múc đầu to truyền hệ thống bơi trơn có dùng thêm bơm dầu kết cấu đơn giản để bơm dầu lên máng dầu phụ (6), sau dầu nhờn hắt tung lên Cứ vòng quay trục khuỷu thìa hắt dầu múc dầu lên lần Các hạt dầu vung té EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí bên khoảng khơng gian cácte rơi tự xuống mặt ma sát ổ trục Để đảm bảo cho ổ trục không bị thiếu dầu, vách ngăn bên ổ trục thường có gân hứng dầu dầu tung lên 1.2.2 Phương án bôi trơn cưỡng Trong động đốt nay, gần tất dùng phương án bôi trơn cưỡng bức, dầu nhờn hệ thống bôi trơn từ nơi chứa dầu, bơm dầu đẩy đến bề mặt ma sát áp suất định cần thiết, gần đảm bảo tốt tất yêu cầu bôi trơn, làm mát tẩy rửa bề mặt ma sát ổ trục hệ thống bôi trơn Hệ thống bơi trơn cưỡng động nói chung bao 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 đồng hồ báo nhiệt độ dầu nhờn, ngồi cịn có van Tuỳ theo vị trí chứa dầu nhờn, ta phân hệ thống bôi trơn cưỡng thành hai loại: Hệ thống bôi trơn cácte ướt (dầu chứa cácte) hệ thống bôi trơn cácte khô (dầu chứa thùng dầu bên ngồi cácte) Căn vào hình thức lọc, hệ thống bôi trơn cưỡng lại phân thành hai loại: Hệ thống bôi trơn dùng lọc thấm hệ thống bơi trơn dùng lọc ly tâm (tồn phần khơng tồn phần) Ta khảo sát loại sau: 1.2.2.1 Bôi trơn cưỡng te ướt Phạm vi sử dụng: Hệ thống bôi trơn loại động đốt ngày hầu hết dùng phương án bôi trơn cưỡng dầu nhờn hệ thống bôi trơn bơm dầu đẩy đến bề mặt ma sát áp suất định nên đảm bảo u cầu bơi trơn, làm mát tẩy rửa mặt ma sát ổ trục Hệ thống bôi trơn cácte ướt thường dùng động ơtơ làm việc địa hình tương đối phẳng (vì loại động làm việc độ nghiêng lớn, dầu nhờn dồn phía khiến phao hút dầu bị hẫng) EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí Sơ đồ hệ thống bôi trơn cưỡng te ướt: 11 10 12 14 13 15 16 17 Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống bôi trơn cácte ướt 1- Phao hút dầu; 2- Bơm dầu nhờn; 3- Lọc thơ; 4,5- Van an tồn; 6- Đồng hồ đo áp suất dầu nhờn; 7- Piston; 8- Trục khuỷu; 9- Đường dầu lên chốt khuỷu; 10- Đường dầu chính; 11- Trục cam; 12- Lọc tinh; 13- Nắp đổ dầu; 14- Thước thăm dầu; 15- Đồng hồ đo nhiệt độ dầu; 16- Két làm mát dầu; 17- Van nhiệt Nguyên lý làm việc: Dầu nhờn chứa cácte bơm dầu hút qua phao hút dầu 1(vị trí phao hút nằm lơ lững mặt thống dầu để hút dầu khơng cho lọt bọt khí ), sau dầu qua lọc thô 3, qua bầu lọc thô, dầu lọc sơ Các tạp chất học có kích cỡ hạt lớn, dầu nhờn đẩy vào đường dầu (10) để chảy đến ổ trục khuỷu, ổ trục cam (8, 11) Đường dầu (9) trục khuỷu đưa dầu lên bôi trơn chốt, đầu to truyền theo đường dầu lên bôi trơn chốt piston Nếu khơng có đường dầu truyền đầu nhỏ truyền phải có lỗ hứng dầu Trên đường dầu cịn có đường dầu đưa dầu bơi trơn cấu phối khí Một phần dầu (khoảng 15 ÷ 20% lượng dầu bơi trơn bơm dầu cung cấp) qua bầu lọc tinh (12) trở lại cácte EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí Bầu lọc tinh lắp gần bầu lọc thô để xa bầu lọc thô, lắp theo mạch rẽ so với bầu lọc thô Đồng hồ báo áp suất đồng hồ (15) báo nhiệt độ dầu nhờn Khi nhiệt độ dầu bôi trơn lên cao 80 0C, độ nhớt giảm sút, van điều khiển (17) mở để dầu nhờn qua két làm mát dầu nhờn (16) Sau thời gian làm việc bầu lọc thơ bị tắt tải, van an toàn (4) bầu lọc thô dầu nhờn đẩy mở ra, dầu lúc qua bầu lọc thô mà trực tiếp vào đường dầu (10) Để đảm bảo áp suất dầu bơi trơn có trị số khơng đổi hệ thống, hệ thống bơi trơn có lắp van an tồn (5) Ngồi việc bơi trơn phận trên, để bôi trơn bề mặt làm việc xilanh, piston người ta kết hợp tận dụng dầu vung khỏi ổ đầu to truyền trình làm việc số động cơ, đầu to truyền khoan lỗ nhỏ để phun dầu phía trục cam tăng chất lượng bơi trơn cho trục cam xilanh Ưu điểm: Cung cấp đầy đủ dầu bôi trơn số lượng chất lượng, độ tin cậy làm việc hệ thống bôi trơn tương đối cao Nhược điểm: Do dùng cácte ướt (chứa dầu cácte ) nên động làm việc độ nghiêng lớn, dầu nhờn dồn phía khiến phao hút dầu bị hẫng Vì lưu lượng dầu cung cấp không đảm bảo yêu cầu 1.2.2.2 Hệ thống bôi trơn cưỡng cácte khô Chỉ khác bôi trơn cưỡng cácte ướt hệ thống có thêm hai bơm hút dầu từ cácte thùng chứa, sau bơm (3) chuyển dầu bôi trơn Trong hệ thống bôi trơn cưỡng cácte ướt, nơi chứa dầu bôi trơn cácte, thùng chứa dầu Van (13) thường mở Do dầu chứa thùng bên te nên động làm việc với độ nghiêng lớn mà không sợ thiếu dầu loại te ướt Hệ thống động diesel dùng ôtô, máy kéo, máy ủi hay làm việc độ nghiêng lớn thường dùng hệ thống bôi trơn te khơ Van 13 hệ thống đóng lại nhiệt độ dầu cao, áp suất đóng mở van thường điều chỉnh vào khoảng 0.15 ÷ 0.2 MN/m2 ( 1,5 ÷ Kg/cm2) EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí Ưu điểm: Cácte hứng chứa dầu tạm thời, thùng dầu nơi chứa dầu để bôi trơn nên động làm việc độ nghiên lớn mà không sợ thiếu dầu, dầu cung cấp đầy đủ liên tục Nhược điểm: Kết cấu phức tạp hơn, giá thành tăng lên phải thêm đến bơm dầu hút dầu cácte qua thùng, thêm đường dầu bố trí thùng cho hợp lý Sơ đồ hệ thống bôi trơn te khô: 10 12 13 11 14 16 15 Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống bôi trơn cácte khơ 1- Phao hút dầu; 2- Van an tồn; 3- Bơm dầu; 4- Lọc thơ 5- Van an tồn bầu lọc; 6Trục khuỷu; 7- Đường dầu lên chốt khuỷu; 8- Đồng hồ đo áp suất dầu nhờn; 9- Piston ; 10Trục cam; 11- Bầu lọc tinh; 12- Két làm mát dầu; 13- Van nhiệt; 14- Đồng hồ đo nhiệt độ dầu nhờn; 15- Thùng dầu; 16-cácte Trong số động cỡ lớn, động tĩnh tàu thủy người ta gắn thêm bơm tay bơm điện cung cấp dầu nhờn đến bề mặt ma sát điền đầy đường ống dẫn trước động khởi động động Để đảm bảo bôi trơn cho bề mặt làm việc xi lanh người ta thường dùng van phân phối cung cấp dầu nhờn vào số điểm xung quanh xi lanh Lỗ dầu thường khoan lót xi lanh Dầu nhờn theo đường khoan thân máy lên trụ địn bẩy sau theo đương dầu khoan đòn bẩy phun vào lị xo xu páp bơi trơn đũa đẩy EBOOKBKMT.COM – Thư viện tài liệu kỹ thuật miễn phí 1.2.2.3 Pha dầu nhờn vào nhiên liệu Phương án bôi trơn dùng để bôi trơn chi tiết máy động xăng hai kỳ cỡ nhỏ, làm mát khơng khí nước Dầu nhờn pha vào xăng theo tỷ lệ 45% thể tích Hỗn hợp dầu nhờn xăng qua chế hồ khí, xé nhỏ, với khơng khí tạo thành khí hổn hợp Khí hỗn hợp nạp vào cácte động theo lỗ quét vào xilanh Trong trình này, hạt dầu nhờn lẩn khí hỗn hợp ngưng đọng bám bề mặt chi tiết máy để bôi trơn mặt ma sát Cách bôi trơn thực tế không cần hệ thống bôi trơn, thực việc bôi trơn chi tiết máy đơn giản, dễ dàng dầu nhờn theo khí hỗn hợp vào buồng cháy nên dễ tạo thành muội than bám đỉnh piston, pha nhiều dầu nhờn, buồng cháy nhiều muội than, làm cho piston nhanh nóng, nóng, dể xảy tượng cháy sớm, kích nổ đoản mạch bugi bị bám bụi than Ngược lại, pha dầu nhờn, bôi trơn kém, ma sát lớn dễ làm cho piston bị bó kẹt xilanh Phương án đơn giản lại nhiều nhược điểm Ngày nay, người ta quan tâm nhiều vấn đề môi trường nên loại động dùng hệ thống bơi trơn kiểu khơng cịn phổ biến 1.2.2.4 Bôi trơn phương pháp hỗn hợp 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 hoàn toàn 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 ôtô, 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 không 10 ... dầu bôi trơn, lưu lượng áp suất dầu bôi trơn hệ thống bôi trơn vấn đề quan trọng ảnh hưởng lớn đến nhiệm vụ hệ thống bôi trơn Dầu nhờn bôi trơn dùng cho động đốt có bốn cơng dụng sau đây: Bơi trơn. .. lửa phù hợp với thứ tự nổ động Hình 2.9: Hệ thống đánh lửa động 4G94 2.3.6 Hệ thống bôi trơn Hệ thống bôi trơn cung cấp dầu bôi trơn đến chi tiết chuyển động quay trượt động cho chúng làm việc... loại: Hệ thống bôi trơn dùng lọc thấm hệ thống bôi trơn dùng lọc ly tâm (tồn phần khơng tồn phần) Ta khảo sát loại sau: 1.2.2.1 Bôi trơn cưỡng te ướt Phạm vi sử dụng: Hệ thống bôi trơn loại động