đồ án kết cấu ô tô trường cao đẳng Công nghệ Đà Nẵng
Đồ án kết cấu động cơ ô tô GVHD: Nguyễn Lê Châu Thành MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 3 1 SVTH: Nguyễn Quang Luân - LỚP: 11ĐL2 1 Đồ án kết cấu động cơ ô tô GVHD: Nguyễn Lê Châu Thành LỜI MỞ ĐẦU Động cơ đốt trong ngày nay đang phát triển rất mạnh, giữ vai trò quan trọng trong nhiều ngành kinh tế quốc dân như nông nghiệp , giao thông vận tải đường bộ, đường sắt, đường biển, đường không cũng như trong nhiều ngành công nghiệp khác. Sản lượng động cơ đốt trong ngày nay trên thế giới ngày càng tăng cao. Tuy nhiên, con đường phát triển đi lên của ngành động cơ đốt trong nói chung và ngành công nghiệp ôtô nói riêng của các nước rất khác nhau. Tùy thuộc chủ yếu vào năng lực của ngành cơ khí và mức độ công nghiệp hoá của từng nước. Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, người ta chia ra trong động cơ đốt trong cũng như trong ôtô ra nhiều hệ thống như hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát. Trong đó, mỗi hệ thống đều có tầm quan trọng nhất định. Hệ thống bôi trơn là một trong những hệ thống chính của động cơ. Việc khảo sát một hệ thống bất kỳ trong động cơ và các bộ phận chính bên trong hệ thống sẽ giúp cho sinh viên củng cố lại những kiến thức đã học và biết đi sâu tìm hiểu những hệ thống khác. Do vậy, đề tài của em là: KHẢO SÁT BƠM DẦU CỦA HỆ THỐNG BÔI TRƠN CÁCTE ƯỚT TRÊN ĐỘNG CƠ XE KAMAZ 740. Do đây là đồ án đầu tiên trong quá trình học tập nên chúng em gặp rất nhiều khó khăn. Vì thế trong đồ án vấn đề sai sót là không tránh khỏi, kính mong thầy chỉ bảo để chúng em có thể khắc phục những khuyết điểm, những khúc mắc còn tồn tại và có thêm kiến thức để tiếp tục thực hiện các đề tài sau này. Em xin chân thành cảm ơn thầy! Đà Nẵng, ngày 17 tháng 04 năm 2013 Sinh viên thực hiện NGUYỄN QUANG LUÂN 2 SVTH: Nguyễn Quang Luân - LỚP: 11ĐL2 2 Đồ án kết cấu động cơ ô tô GVHD: Nguyễn Lê Châu Thành Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÔI TRƠN VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ HỆ THỐNG BÔI TRƠN CÁCTE ƯỚT TRÊN ĐỘNG CƠ XE KAMAZ 740 1.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÔI TRƠN 1.1.1. Công dụng - Đưa dầu bôi trơn liên tục và tản nhiệt cho các bề mặt ma sát để giảm mài mòn, tăng tuổi thọ của chi tiết và giảm tổn thất công suất động cơ. - Rửa sạch bề mặt ma sát của các chi tiết khỏi mạt kim loại bong tách trong quá trình hoạt động của động cơ. Đưa các mạt này về cácte sau đó được các phần tử lọc giữ lại, tránh cào xước bề mặt chi tiết. - Bao kín khe hở giữa các chi tiết hoặc cụm chi tiết chính xác ví dụ giữa piston và xi lanh công tác bảo vệ chi tiết khỏi oxi hóa (kết gỉ) bề mặt. - Làm mát động cơ, tạo điều kiện thuận lợi cho việc khởi động động cơ lạnh. 1.1.2. Yêu cầu - Đưa dầu tới các bề mặt ma sát để bôi trơn liên tục. - Lọc sạch tạp chất lẫn trong dầu và tẩy rửa các bề mặt ma sát. - Làm mát các bề mặt ma sát và làm mát dầu nhờn để đảm bảo tính năng lý, hóa. 1.1.3. Một số đặc điểm của hệ thống bôi trơn - Tính chất quan trọng nhất liên quan đến chất lượng dầu bôi trơn là độ nhớt của nó. Mỗi loại động cơ yêu cầu dầu bôi trơn có một độ nhớt nhất định, phù hợp với điều kiện làm việc của động cơ. Nếu dầu quá nhớt (đặc) thường khó lưu động trong hệ thống bôi trơn. Nên trong giai đoạn khởi động động cơ, dầu khó đến được tất cả các bề mặt làm việc của chi tiết đặc biệt là các bề mặt ma sát ở xa bơm dầu. Do đó một số bề mặt ma sát có thể thiếu dầu khi khởi động dẫn đến nhanh bị mài mòn, nhanh hỏng. - Các loại dầu bôi trơn thường có ký hiệu và chỉ số trên bao bì thể hiện tính năng và phạm vi sử dụng của chúng. Hiện nay dầu nhờn dùng cho động cơ đốt trong có rất nhiều chủng loại, mang các nhãn hiệu thương phẩm của rất nhiều hãng nổi tiếng trên thế giới như: 3 SVTH: Nguyễn Quang Luân - LỚP: 11ĐL2 3 Đồ án kết cấu động cơ ô tô GVHD: Nguyễn Lê Châu Thành SHELL, CASTROL, MORIC, CALTEX hoặc mang các nhãn hiệu phân loại theo tiêu chuẩn quốc gia, tiêu chuẩn hiệp hội ôtô…ví dụ các loại dầu MA, MB, ME (theo tiêu chuẩn quốc gia Nga); SAE, API, ASTM (Mỹ); MOT (Đức); BPS (Bungari)… - Các chỉ số của dầu chủ yếu dựa trên tiêu chuẩn của các tổ chức Hoa Kỳ. Có 2 thông số quan trọng để đánh giá đó là chỉ số SAE và chỉ số API. 1.1.4. Các phương pháp bôi trơn trong động cơ đốt trong 1.1.4.1. Bôi trơn bằng phương pháp vung té dầu - Là phương pháp bôi trơn nhờ tác dụng quay và va đập vào dầu của một số chi tiết làm cho dầu vung ra, rơi vào các bề mặt làm việc của động cơ. - Phương pháp bôi trơn này thường dùng trong các động cơ xi lanh nằm ngang có kết cấu rất đơn giản, hoặc một vài loại động cơ một xi lanh kiểu đứng, dùng phương pháp vung té và nhỏ giọt như động cơ Becna, Slavia kiểu cũ… + Ưu điểm: Phương pháp này đơn giản, dễ bố trí. + Khuyết điểm: Dầu không có áp lực nên ổ trục thường không được bôi trơn đầy đủ, mặt khác do va đập dầu thường bị lão hóa nhanh, suất tiêu hao dầu nhờn cao. 1.1.4.2. Phương pháp bôi trơn bằng cách pha dầu vào nhiên liệu - Cách bôi trơn này chỉ dùng cho động cơ xăng hai kỳ cỡ nhỏ, làm mát bằng không khí hoặc nước. Dầu nhờn được pha vào trong xăng theo tỷ lệ (1/20-2/25) thể tích. - Hỗn hợp của dầu nhờn và xăng sau khi qua bộ chế hòa khí được xé thành các hạt nhỏ, cùng với không khí nạp tạo thành khí hơn hợp vào cácte rồi theo lỗ quét vào xi lanh. - Quá trình di chuyển các hạt dầu lẫn trong không khí hỗn hợp ngưng đọng bám trên bề mặt các chi tiết máy để bôi trơn các mặt ma sát. Bôi trơn này không cần “hệ thống bôi trơn” nhưng do dầu theo khí hỗn hợp vào buồng cháy nên tạo thành muội than bám trên đỉnh piston. - Tỷ lệ dầu càng nhiều, trong buồng cháy càng nhiều muội, làm cho piston không thoát 4 SVTH: Nguyễn Quang Luân - LỚP: 11ĐL2 4 Đồ án kết cấu động cơ ô tô GVHD: Nguyễn Lê Châu Thành nhiệt, quá nóng, dễ gây ra hiện tượng cháy sớm, kích nổ và ngắn mạch do bugi bị bám muội than. - Ngược lại pha ít dầu, bôi trơn kém, ma sát lớn dễ làm cho piston bị bó kẹt trong xi lanh, nhanh nóng máy. 1.1.4.3. Phương pháp bôi trơn cưỡng bức - Là phương pháp bôi trơn dùng bơm dầu để đẩy dầu bôi trơn đi khắp hệ thống với một áp suất nhất định. Do sự tuần hoàn có áp lực nên hệ thống bôi trơn đảm bảo các nhiệm vụ đề ra như: bôi trơn, làm mát, tẩy rửa, bao kín, làm sạch. - Theo chỗ chứa dầu, phương pháp bôi trơn cưỡng bức chia thành hai loại: + Bôi trơn cácte ướt (dầu chứa trong cácte). + Bôi trơn cácte khô (dầu chứa trong thùng dầu bên ngoài cácte). 1.2. ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG BÔI TRƠN CÁCTE ƯỚT TRÊN ĐỘNG CƠ XE KAMAZ 740 1.2.1. Sơ đồ của hệ thống bôi trơn cácte ướt trên động cơ xe Kamaz 740 5 SVTH: Nguyễn Quang Luân - LỚP: 11ĐL2 5 Đồ án kết cấu động cơ ô tô GVHD: Nguyễn Lê Châu Thành 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống bôi trơn cưỡng bức các te ướt 1- Phao hút dầu; 2,13- Van an toàn của bơm dầu; 3,12- Bơm dầu; 4- Bầu lọc thấm; 5- Van an toàn của bầu lọc thấm; 6- Đường dầu chính; 7- Bầu lọc tinh; 8- Bầu lọc ly tâm; 9- Van an toàn của bầu lọc ly tâm; 10- Van khống chế dầu qua két làm mát; 11- Két làm mát dầu; 14- Đồng hồ đo áp suất dầu; 15- Đồng hồ đo nhiệt độ dầu. 1.2.2. Nguyên lí làm việc của hệ thống - Dầu từ các te được bơm dầu (3) hút qua phao hút dầu (1), dầu được bơm đẩy tới bầu lọc thấm (4) và được lọc sạch nhờ hai bộ lọc thấm, sau đó đi vào đường dầu chính (6). Từ đây dầu sẽ vào các đường dầu của thân máy và nắp xy lanh đi bôi trơn các ổ đỡ trục khuỷu, trục cam, bạc trục cò mổ.v.v…bôi trơn ổ chốt. Một phần dầu (khoảng 15 ÷ 20% lượng dầu bôi trơn do bơm dầu cung cấp) đi qua bầu lọc tinh (7) rồi về lại cacte. Khi phao hút dầu đưa dầu đi bôi trơn đồng thời được bơm dầu (12) đẩy dầu tới bầu lọc ly tâm (8), sau đó một 6 SVTH: Nguyễn Quang Luân - LỚP: 11ĐL2 6 Đồ án kết cấu động cơ ô tô GVHD: Nguyễn Lê Châu Thành phần dầu trở về các te để thực hiện nhiệm vụ đi bôi trơn, phần dầu còn lại chạy qua két làm mát dầu (11) để dầu có đươc nhiệt độ phù hợp rồi trở về các te. - Khi nhiệt độ của dầu lên cao quá 80 0 C, độ nhớt giảm, van điều khiển (10) sẽ đóng để dầu nhờn đi qua két làm mát. Khi đường dẫn sau bơm dầu (3) và (12) bị tắc thì van an toàn (2) và (13) được dầu nhờn đẩy mở ra, dầu sẽ không đi bôi trơn mà trở về các te. Khi bầu lọc thấm (4) bị tắc thì van an toàn (5) được dầu đẩy mở ra, dầu sẽ không qua bầu lọc mà lên thẳng đường dầu chính (6). 7 SVTH: Nguyễn Quang Luân - LỚP: 11ĐL2 7 Đồ án kết cấu động cơ ô tô GVHD: Nguyễn Lê Châu Thành Chương 2 KẾT CẤU CỦA BƠM DẦU NHỜN 2.1. BƠM DẦU NHỜN - Bơm dầu nhờn là một trong những bộ phận quan trọng của động cơ, có nhiệm vụ cung cấp liên tục dầu nhờn có áp suất cao đến các mặt ma sát để bôi trơn, làm mát và tẩy rửa các mặt ma sát. - Trên động cơ đốt trong, bơm dầu nhờn đều là các loại bơm thể tích chuyển dầu bằng áp suất thủy tĩnh bơm piston, bơm phiến trượt, bơm bánh răng và bơm trục vít. Mỗi loại bơm đều có đặc điểm kết cấu riêng, do đó ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng cũng khác nhau. - Trên động cơ ô tô, đa số sử dụng bơm bánh răng. Ở đây ta khảo sát loại bơm điển hình đó là bơm bánh răng. Cụ thể hơn là loại bơm bánh răng ăn khớp ngoài. - Bơm bánh răng ăn khớp ngoài được sử dụng rộng rãi vì nó có các ưu điểm sau: + Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo. + Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ gọn. + Số vòng quay và công suất trên một đơn vị trọng lượng lớn. +Có khả năng chịu quá tải trong thời gian ngắn. - Các ưu điểm này cần thiết đối với một bơm dùng trong hệ thống truyền động thủy lực. Nó được sử dụng trong hệ thống thủy lực có áp suất trung bình. Trong những hệ thống thủy lực có áp suất cao, bơm bánh răng thường được dùng làm bơm sơ cấp. Bơm bánh răng là loại bơm không điều chỉnh được lưu lượng và áp suất khi số vòng quay cố định. 2.1.1. Kết cấu bơm bánh răng - Bơm bánh răng được chế tạo từ gang xám hay thép đúc, gồm hai cặp bánh răng, số răng thường ít hơn 17 răng. Hai bánh răng chủ động được lắp trên trục chủ động, các bánh răng được lắp trên trục bằng then bán nguyệt. Bơm dầu được dẫn động từ trục khuỷu động cơ qua một bánh răng thẳng. Trên bơm lắp hai van an toàn để đảm bảo áp suất làm việc của bơm đúng trị số cho phép . 8 SVTH: Nguyễn Quang Luân - LỚP: 11ĐL2 8 Đồ án kết cấu động cơ ô tô GVHD: Nguyễn Lê Châu Thành 9 21 56 21 16 54 55 18 200 47 8 4 a b 1 7 63 2 5 Hình 2.1. Kết cấu của bơm dầu 1- Bánh răng dẫn động trên trục chủ động; 2- Trục chủ động; 3- Bánh răng chủ động; 4- Bánh răng bơm dầu; 5- Trục bị động; 6- Thân bơm; 7- Nắp bơm dầu; 8- Van an toàn; 9- Lò xo van an toàn; a- Đường dầu áp suất thấp; b- Đường dầu áp suất cao - Thông số kĩ thuật cơ bản của bơm : + Chiều rộng cặp bán răng ăn khớp : 54 (mm) + Đường kính bánh răng chủ động và bị động : 55 (mm) + Đường kính trục bánh răng chủ động và bị động : 18 (mm) + Khe hở giữa bánh răng với vỏ bơm : 0,01 (mm) + Khe hở giữa bánh răng chủ động và bị động : 0,36 0,6 (mm) + Đường kính piston van an toàn : 16 (mm) 9 SVTH: Nguyễn Quang Luân - LỚP: 11ĐL2 9 Đồ án kết cấu động cơ ô tô GVHD: Nguyễn Lê Châu Thành + Chiều dài lò xo van một chiều : 49,1 (mm) - Đặc điểm kết cấu: + Khi bơm bánh răng làm việc, lưu lượng và hiệu suất bơm phụ thuộc chủ yếu vào khe hở hướng kính giữa đỉnh răng với mặt lỗ khoang lắp bánh răng cùng khe hở dọc trục giữa mặt đầu bánh răng và mặt đầu nắp bơm dầu. Thông thường các khe hở này không vượt quá 0.1mm. + Về nguyên lý, nếu bơm tuyệt đối kín nghĩa là giữa khoang hút và khoang đẩy không có sự rò rỉ chất lỏng qua nhau hoặc rò rỉ chất lỏng ra ngoài thì áp suất của bơm chỉ phụ thuộc vào tải. Nhưng trong thực tế, bơm không thể hoàn toàn kín do khả năng chế tạo hoặc nhiều trường hợp người ta phải cố ý tạo ra sự thoát lưu lượng nào đó thì áp suất không phải thuần túy chỉ tăng theo tải. Để hạn chế áp suất làm việc tối đa của bơm cần bố trí một van an toàn trên ống đẩy. Van sẽ tự mở cho chất lỏng trở về bể hút khi trên đường ống đẩy bị tắc hoặc áp suất vượt quá mức quy định. 10 SVTH: Nguyễn Quang Luân - LỚP: 11ĐL2 10 [...]... sửa chữa bơm dầu - Trái tim của hệ thống bôi trơn động cơ là bơm dầu, bơm dầu sẽ hút dầu từ cácte, đẩy dầu qua bầu lọc và đưa dầu tới các bạc lót gối đỡ, trục cam cò mổ Nhờ đó tránh được mài mòn cho các chi tiết, đồng thời làm mát bạc lót, piston, duy trì nhiệt độ làm việc phù hợp cho động cơ Chính vì vậy việc kiểm tra, sửa chữa bơm dầu rất quan trọng + Nếu ở trên mặt răng của bánh răng truyền động, bánh... bơm nên dễ dàng phân phối đi bôi trơn động cơ Áp suất đi bôi trơn phải có tính ổn định, do đó trong bơm dầu phải có thêm van an toàn (8) Khi lượng dầu cung cấp cho hệ thống đã đủ nhưng bơm dầu vẫn hoạt động nên áp suất trong hệ thống sẽ tăng thắng được lực lò xo của van an toàn, ép van an toàn mở ra, lúc đó dầu được bơm từ bơm lên sẽ trở lại ngay thùng cácte Khi áp suất dầu lớn thắng được lực lò xo... cung cấp cho hệ thống bôi trơn động cơ, nếu lưu lượng giảm mạnh có thể thiếu dầu gây cháy bạc lót 3.2.1.1 Mài mòn do dầu bẩn - Dầu bẩn là nguyên nhân thường gặp nhất gây ra hư hỏng bơm bánh răng mà biểu hiện của nó là khi công suất và tốc độ làm việc của hệ thống bơm thủy lực bị yếu đi và chậm lại .Dầu bẩn gây ra hư hỏng ở toàn bộ các chi tiết của bơm bánh răng, đặc biệt là ở bạc số 8, buồng bơm, các ổ... rò rĩ dầu hoặc động cơ có hiện tượng lên nhớt 3.1.2 Dầu quá nhiều, mức dầu lên cao - Động cơ quay yếu, thải ra khói đặc màu xanh xám Nguyên nhân do dầu vào quá nhiều, màng bơm xăng rách, xăng chảy vào các te dầu 3.1.3 Dầu quá loãng - Nguyên nhân do sử dụng dầu không đúng, màng bơm xăng rách, xăng chảy vào các te 3.1.4 Dầu bị bẫn, biến màu (đen), trong dầu có vụn kim loại - Nguyên nhân do dùng dầu không... cấu động cơ ô tô GVHD: Nguyễn Lê Châu Thành 2.1.2 Nguyên lý làm việc Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bơm bánh răng 2- Trục chủ động; 3- Bánh răng chủ động; 4- Bánh răng bị động ; 5- Trục bị động; 6- Thân bơm; 8- Van an toàn; 9- Lò xo van an toàn; 10- Đường dẫn dầu; 11- Vít điều chỉnh van an toàn; a- Đường áp suất dầu thấp; b- Đường áp suất dầu cao - Bánh răng chủ động (3) lắp trên trục chủ động. .. ra và dầu trở về thùng cacte để giữ áp suất dầu không đổi và không bị hư hỏng hệ thống Trên bơm còn có vít điều chỉnh (11) để điều chỉnh áp suất dầu bôi trơn khi cần thiết 2.1.3 Phương pháp tính toán lưu lượng của của bơm dầu - Bơm chuyển được chất lỏng từ khoang hút qua khoang đẩy là vì chất lỏng chứa dầy trong các rãnh giữa các răng của bánh răng này đến khi chuyển đến vùng ăn khớp bị răng của bánh... lượng thực tế của bơm là + Trong đólà hiệu suất lưu lượng, kể tới các tổn thất lưu lượng của bơm và được xác định bằng thực nghiệm Thông thường 0,80,9 14 SVTH: Nguyễn Quang Luân - LỚP: 11ĐL2 14 Đồ án kết cấu động cơ ô tô Chương 3 GVHD: Nguyễn Lê Châu Thành HƯ HỎNG VÀ SỬA CHỮA 3.1 NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP CỦA HỆ THỐNG BÔI TRƠN 3.1.1 Dầu không đủ, mức dầu xuống thấp - Nguyên nhân là do châm dầu không đủ,... tra hệ thống bôi trơn, xem dầu có bị lỏng hay không, bầu lọc dầu và đường dầu có bị tắc hay không, khe hở ổ trục giữa trục khuỷu và thanh truyền có quá lớn không 26 SVTH: Nguyễn Quang Luân - LỚP: 11ĐL2 26 Đồ án kết cấu động cơ ô tô GVHD: Nguyễn Lê Châu Thành KẾT BÀI Bài báo cáo được viết dựa trên những kiến thức đã được học tại xưởng Động Lực trường Cao Đẳng Công Nghệ Và được sự hướng dẫn tận tình của. .. chủ động (2), bánh răng bị động (4) lắp trên trục bị động (5) Khi trục chủ động (2) được trục khuỷu hay trục cam dẫn động, bánh răng chủ động (3) và bánh răng bị động (4) ăn khớp với nhau theo chiều chuyển động như hình 2.2, từ phía dầu vào khi giữa bánh răng chủ động và bánh răng bị động các răng sẽ ra khớp, 11 SVTH: Nguyễn Quang Luân - LỚP: 11ĐL2 11 Đồ án kết cấu động cơ ô tô GVHD: Nguyễn Lê Châu... Áp suất dầu tăng - Nguyên nhân do các ống dầu bị nghẹt, dùng dầu có độ nhớt cao, van điều áp bị kẹt đóng 3.2 HAO MÒN - HƯ HỎNG, KIỂM TRA, SỬA CHỮA, LẮP RÁP CỦA BƠM DẦU 3.2.1 Hao mòn – hư hỏng - Những hư hỏng chủ yếu của bơm bánh răng là do mài mòn răng, mòn vỏ bơm, mài mòn bạc trục bánh răng do dầu bẩn, lắp đặt bơm sai, xâm thực… Hư hỏng do mài mòn bánh răng sẽ làm giảm một phần lưu lượng dầu cung