Giáo trình bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống khí nén và thuỷ lực (nghề công nghệ ô tô cđlt)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG KHÍ NÉN VÀ THỦY LỰC NGHỀ: CƠNG NGHỆ Ơ TƠ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG LIÊN THƠNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 743/QĐ-CĐCG-KT&KĐCL / QĐ-CĐCG Ngày 31 tháng 10 năm 2022 Trường cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi, năm 2022 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Trong năm gần đây, phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật giúp cho có thay đổi vượt bậc sống người Bên cạnh phát triển ngành như: Kỹ thuật điện tử, kỹ thuật tự động hóa ngành kỹ thuật thủy khí ngày trở nên có ý nghĩa chiếm vị trí quan trọng số lĩnh vực sống, đặc biệt ngành chế tạo máy kỹ thuật ôtô, máy công trình truyền động thủy lực khí nén có vai trị đáng kể có mật độ cơng suất cao, kết cấu đơn giản, độ tin cậy cao đặc biệt việc bố trí phần tử tự linh động theo khơng gian van điều khiển, có chi phí cơng suất nhỏ ưu điểm bật công nghệ truyền động khí nén thủy lực Với ưu điểm vậy, nên nước ta có nhiều máy móc sử dụng truyền đồng thủy lực khí nén nhiên số lượng thợ giỏi lĩnh vực lại khiêm tốn Nhằm giúp cho sinh viên nắm số kiến thức truyền động thủy lực khí nén, tiếp cận dần với công việc sửa chữa thiết bị có liên quan thực tế Nội dung giáo trình biên soạn dựa kế thừa nhiều tài liệu trường đại học cao đẳng, kết hợp với yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo cho sinh viên trường dạy nghề nước Để giúp cho người học nắm kiến thức môn học thủy lực khí nén, nhóm biên soạn xếp mơn học theo chương theo thứ tự: Phần I: Hệ thống thủy lực Bài 1: Tổng quan truyền động thuỷ lực Bài 2: Bảo dưỡng sửa chữa nguồn cung cấp thủy lực Bài 3: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống điều khiển thủy lực Bài 4: Bảo dưỡng sửa chữa chấp hành thủy lực Phần II: Hệ thống khí nén Bài 1: Lý thuyết chất khí Bài 2: Hệ thống điều khiển khí nén Bài 3: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống khí nén ơtơ Kiến thức giáo trình biên soạn theo chương trình khung Tổng cục Dạy nghề, xếp logic đọng Do người đọc hiểu cách dễ dàng nội dung chương trình Mặc dù cố gắng chắn khơng tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp người đọc để lần xuất sau giáo trình hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Quảng Ngãi, ngày 31 tháng 10 năm 2022 Tham gia biên soạn Tạ Hữu Đạt Chủ biên ………… ……… … MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG Lời giới thiệu Mục lục Phần I: Hệ thống thủy lực Bài 1: Tổng quan truyền động thuỷ lực Bài 2: Bảo dưỡng sửa chữa nguồn cung cấp thủy lực Bài 3: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống điều khiển thủy lực Bài 4: Bảo dưỡng sửa chữa chấp hành thủy lực Phần II: Hệ thống khí nén Bài 1: Lý thuyết chất khí Bài 2: Hệ thống điều khiển khí nén Bài 3: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống khí nén ôtô Tài liệu tham khảo 12 21 39 54 70 88 99 112 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG KHÍ NÉN VÀ THỦY LỰC Mã mô đun: MĐ 16 Vị trí, tính chất mơ đun - Vị trí: Mơ đun bố trí dạy sau mơn học/ mơ đun sau: MĐ 07, MĐ 08, MĐ 09, MĐ 10, MĐ 11, MĐ 12, MĐ 13, MĐ 14, MĐ 15 - Tính chất: Mơ đun chun mơn nghề tự chọn Mục tiêu mơ đun: - Kiến thức A1 Trình bày sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống điều khiển khí nén A2 Chuyển hóa sơ đồ nguyên lý sang sơ đồ lắp đặt hệ thống điều khiển khí nén tơ A3 Nêu hư hỏng thường gặp giải thích nguyên nhân gây hư hỏng - Kỹ năng: B1 Thực thao tác tháo, lắp kiểm tra B2 Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống điều khiển khí nén tơ quy trình đảm bảo kỹ thuật an tồn - Năng lực tự chủ trách nhiệm C1 Bố trí vị trí làm việc hợp lý đảm bảo an tồn vệ sinh công nghiệp C2 Chấp hành quy trình, quy phạm nghề cơng nghệ tơ C1 Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ học viên Chương trình khung nghề cơng nghệ ô tô Thời gian đào tạo (giờ) Trong Mã MH, MĐ Tên môn học, mô đun I Các môn học chung Tổng số Lý thuyết Thực hành/thục tập/thí nghiệm 180 63 107 10 Tín Thi/ kiểm tra MH 01 Chính trị 45 26 16 MH 02 Pháp luật 15 MH 03 Giáo dục thể chất 30 27 MH 04 Giáo dục quốc phòng - An ninh 30 15 14 MH 05 Tin học 30 19 MH 06 Ngoại ngữ (Anh văn) 30 12 16 Các môn học, mô đun chuyên môn 35 780 349 381 50 MH 07 Điện tử 45 42 MH 08 Công nghệ khí nén - thuỷ lực ứng dụng 45 43 MH 09 Nhiệt kỹ thuật 45 43 MH 10 Tổ chức quản lý sản xuất 30 28 MĐ 11 Thực hành Autocad 45 12 31 MĐ 12 Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống nhiên liệu điều khiển điện tử 90 24 60 MĐ 13 Trang bị điện ôtô II 60 17 39 MĐ 14 Bảo dưỡng sửa chữa hộp số tự động II Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống điều khiển ôtô 60 14 42 90 18 66 60 23 33 II MĐ 15 MĐ 16 Bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống khí nén thủy lực MĐ 17 Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật sửa chữa PAN ô tô II 90 20 64 MĐ 18 Kiểm định kỹ thuật ô tô 60 20 36 MĐ 19 Ngoại ngữ chuyên ngành 60 45 10 41 960 412 478 60 Tổng cộng: Chương trình chi tiết mơ đun Số TT Tên mô đun Phần I: Hệ thống thủy lực Bài 1: Tổng quan truyền động thuỷ lực Bài 2: Bảo dưỡng sửa chữa nguồn cung cấp thủy lực Bài 3: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống điều khiển thủy lực Bài 4: Bảo dưỡng sửa chữa chấp hành thủy lực Phần II: Hệ thống khí nén Bài 1: Lý thuyết chất khí Bài 2: Hệ thống điều khiển khí nén Bài 3: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống khí nén ơtơ Cộng Thời gian Tổng Lý Thực hành, thí số thuyết nghiệm, thảo luận, tập 30 12 16 10 10 30 10 11 17 0 16 60 23 10 33 3.1 Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 3.2 Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ 3.3 Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, mơ hình thực hành, dụng cụ nghề công nghệ ô tô,… 3.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thêm tài liệu công ty, Điều kiện thực mô đun: ga thực tế, website ô tô liên quan Kiểm tra Nội dung phương pháp đánh giá: 4.1 Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kỹ - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng mơn học, Nghiêm túc q trình học tập 4.2 Phương pháp: Người học đánh giá tích lũy môn học sau: 4.2.1 Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Trung cấp hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH, ngày 13/3/2017 Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh Xã hội - Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Cơ giới sau: Điểm đánh giá + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học Trọng số 40% 60% 4.2.2 Phương pháp đánh giá Phương pháp đánh giá Thường xuyên Định kỳ Kết thúc môn Phương pháp tổ chức Viết/ Thuyết trình Viết thực hành Vấn đáp Hình thức kiểm tra Chuẩn đầu đánh giá Tự luận/ A1, C1, C2 Trắc nghiệm/ Báo cáo Tự luận/ A2, B1, C1, C2 Trắc nghiệm/ thực hành Vấn đáp A1, A2, A3, B1, B2, Số cột Thời điểm kiểm tra Sau 10 Sau 20 Sau 60 học thực hành thực hành mơ hình C1, C2, 4.2.3 Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần điểm thi kết thúc môn học chấm theo thang điểm 10 (từ đến 10), làm tròn đến chữ số thập phân - Điểm môn học tổng điểm tất điểm đánh giá thành phần môn học nhân với trọng số tương ứng Điểm môn học theo thang điểm 10 làm tròn đến chữ số thập phân, sau quy đổi sang điểm chữ điểm số theo thang điểm theo quy định Bộ Lao động Thương binh Xã hội đào tạo theo tín Hướng dẫn thực môn học 5.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Trung cấp Công nghệ ô tô 5.2 Phương pháp giảng dạy, học tập môn học 5.2.1 Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gờm: Trình chiếu, thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, tập cụ thể, câu hỏi thảo luận nhóm… * Thực hành: - Phân chia nhóm nhỏ thực tập thực hành theo nội dung đề - Khi giải tập, làm Thực hành, thí nghiệm, tập: Giáo viên hướng dẫn, thao tác mẫu sửa sai chỗ cho nguời học - Sử dụng mô hình, học cụ mơ để minh họa tập * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân cơng thành viên nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo u cầu nội dung học, nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép viết báo cáo nhóm 5.2.2 Đối với người học: Người học phải thực nhiệm vụ sau: 10 BÀI 3: BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG KHÍ NÉN TRÊN ƠTƠ MÃ BÀI: MĐ 16- 03 Giới thiệu: Việc ứng dụng hệ thống truyền động khí nén vào đời sống phát triển khoa học kỹ thuật, Với ưu điểm nguồn tài ngun vơ tận thiên nhiên, việc sử dụng máy móc có truyền động khí nén ưu tiên tương lai Mục tiêu: - Phát biểu đúng yêu cầu, nhiệm vụ và phân loại hệ thống truyền động bằng khí nén - Giải thích được sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động bằng khí nén - Nhận dạng được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các thiết bị truyền động bằng khí nén - Tuân thủ quy định, quy phạm lĩnh vực thủy lực khí nén Nội dung chính: 2.1 NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BẰNG KHÍ NÉN Mục tiêu: - Trình bày nhiệm vụ yêu cầu truyền động khí nén - Trình bày cách phân loại hệ thống truyền động khí nén 2.1.1 Nhiệm vụ Biến khí nén dạng áp suất (P) lưu lượng (Q), thành dạng chuyển động tịnh tiến chuyển động quay 2.1.2 Yêu cầu 2.1.2.1 Về khí nén Khí nén tạo từ máy nén khí chứa đựng nhiều chất bẩn theo mức độ khác Chất bẩn bao gồm bụi, nước khơng khí, phần tử nhỏ, cặn bã dầu bơi trơn truyền động khí Khí nén mang chất bẩn tải ống dẫn khí gây nên ăn mịn, rỉ sét ống phần tử hệ thống điều khiển Vì vậy, khí nén sử dụng hệ thống khí nén phải xử lý Tùy thuộc vào phạm vi sử dụng mà xác định yêu cầu chất lượng khí nén tương ứng cho trường hợp cụ thể Hệ thống xử lý khí nén phân thành giai đoạn : - Lọc thô: dùng phận lọc bụi thơ kết hợp với bình ngưng tụ để tách nước 102 - Phương pháp sấy khô: dùng thiết bị sấy khơ khí nén để lọai bỏ hầu hết lượng nước lẫn bên Giai đoạn xử lý tùy theo yêu cầu sử dụng khí nén - Lọc tinh: lọai bỏ tất lọai tạp chất, kể kích thước nhỏ 2.1.2.2 Về kỹ thuật Đảm bảo thông số đầu đạt tiêu chuẩn - Đối với chuyển động tịnh tiến phải đảm bảo tiêu chuẩn lực (F); hành trình dịch chuyển piston(S); Tốc độ dịch chuyển piston (V) - Đối với chuyển động quay đảm bảo tiêu chuẩn mô men xoắn(Mx); tốc độ rotor (n) Ngồi cịn đảm bảo yêu cầu làm việc êm dịu(tốc độ tiếng ồn) 2.1.3 Phân loại Đối với hệ thống truyền động khí nén thơng thường phân loại theo phương pháp điều khiển Bao gồm phương pháp sau - Điều khiển tay: điều khiển trực tiếp điều khiển gián tiếp - Điều khiển theo thời gian - Điều khiển theo hành trình - Điều khiển theo tầng - Điều khiển theo nhịp 2.2 SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG BẰNG KHÍ NÉN 2.2.1 Sơ đồ cấu tạo 2.2.1.1 Nguyên lý truyền động 103 2.2.1.2 Sơ đồ nguyên lý truyền động Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển phần tử 2.2.1.3 Biểu đồ trạng thái - Biểu đồ trạng thái biểu diễn trạng thái phần tử mạch, mối liên phần tử trình tự chuyển mạch phần tử - Trục tọa độ thẳng đứng biểu diễn trạng thái (hành trình chuyển động, áp suất, góc quay, ), trục tọa độ nằm ngang biểu diễn bước thực thời gian hành trình Hành trình làm việc chia thành bước, thay đổi trạng thái bước biểu diễn đường đậm, liên kết tín hiệu biểu diễn đường nét mảnh chiều tác động biểu diễn mũi tên 104 - Xilanh ký hiệu dấu (+), lùi ký hiệu (-) - Các phần tử điều khiển ký hiệu vị trí "0" vị trí "1" (hoặc "a", "b') - Một số ký hiệu biểu diễn biểu đồ trạng thái: 2.2.2 Nguyên lý hoạt động 2.2.2.1 Điều khiển tay - Điều khiển trực tiếp - Điều khiển gián tiếp 105 - Biểu đồ trạng thái 2.2.2.2 Điều khiển theo thời gian - Biểu đồ trạng thái 106 theo thời kỳ tự Điều khiển gian có chu động - Biểu đồ trạng thái 2.2.2.3 Điều khiển theo hành trình 107 - Biểu đồ trạng thái 2.3 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY NÉN KHÍ Mục tiêu: - Trình bày cấu tạo số loại máy nén khí thường sử dụng - Trình bày nguyên lý hoạt động số loại máy nén khí tiêu biểu Hiện máy nén khí sản phẩm kỹ thuật đồng đại, có chức kiểm tra, điều chỉnh điều khiển thơng minh Máy nén khí sử dụng dạng tĩnh di động Áp suất tạo từ máy nén, lượng học động điện động đốt chuyển đổi thành lượng khí nén nhiệt 2.3.1 Máy nén khí loại rơ to - Có hai loại máy nén khí kiểu roto thường sử dụng: + Máy nén khí kiểu cánh quay + Máy nén khí kiểu trục vít 2.3.1.1 Máy nén khí kiểu cánh gạt Máy nén cánh gạt máy thủy tĩnh có tỷ số nén xác định theo cấu trúc Nhờ bố trí rơ to lệch tâm mà thể tích giới hạn cánh gạt stator nén lại quay rô to Kết cấu nhỏ gọn chuyển động liên tục rô to cho phép tần số quay cực đại đạt đến 3000vM/ph 108 a Cấu tạo Hình 2.1 Cấu tạo máy nén kiểu cánh gạt cấp 1- Thân máy; 2- Nắp máy; 3- Mặt bích đầu trục; 4- Rơ to; 5- Cánh gạt Trên hình 2.1 giới thiệu cấu tạo máy nén khí cánh quay cấp, bao gồm: thân máy 1; nắp máy 2; mặt bích đầu trục 3; stator 4; rô to cánh quay Khi rô to quay, tác dụng lực ly tâm cánh quay văng theo rãnh rô to tựa đầu mút ngồi vào stator Q trình hút nén thực theo thay đổi thể tích giới hạn cánh quay mặt tựa stator b Nguyên lý hoạt động Cấu tạo máy nén khí kiểu cánh gạt cấp (hình 2.3) bao gồm: thân máy (1), mặt bích thân máy, mặt bích trục, rơto (2) lắp trục Trục rôto (2) lắp lệch tâm e so với bánh dẫn chuyển động Khi rôto (2) quay tròn, tác dụng lực ly tâm cánh gạt (3) chuyển động tự rãnh rôto (2) đầu cánh gạt (3) tựa vào bánh dẫn chuyển động Thể tích giới hạn cánh gạt bị thay đổi Như trình hút nén thực Để làm mát khí nén, thân máy có rãnh để dẫn nước vào làm mát Bánh dẫn bôi trơn quay tròn thân máy để giảm bớt hao mòn đầu cánh tựa vào Hình 2.2 Cấu tạo máy nén khí kiểu cánh gạt 109 2.3.1.2 Máy nén khí kiểu trục vít Máy nén khí kiểu trục vít hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích Thể tích khoảng trống thay đổi trục vít quay Như tạo q trình hút (thể tích khoảng trống tăng lên), q trình nén (thể tích khoảng trống nhỏ lại) cuối trình đẩy Máy nén khí kiểu trục vít gồm có hai trục: trục trục phụ Số (số đầu mối) trục xác định thể tích làm việc (hút, nén) Số lớn, thể tích hút nén vịng quay giảm Số (số đầu mối) trục trục phụ khơng cho hiệu suất tốt Hú t Đẩ y Hình 2.3 Ngun lý họat động máy nén khí kiểu trục vít * Ưu điểm : khí nén khơng bị xung, sạch; tuổi thọ vít cao (15.000 đến 40.000 giờ); nhỏ gọn, chạy êm * Khuyết điểm : Giá thành cao, tỷ số nén bị hạn chế Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống máy nén khí kiểu trục vít có hệ thống dầu bơi trơn 110 2.3.2 Tuốc bin khí Bánh tuốc bin Tuốc bin tăng áp tuốc bin Hình 2.5 Tuốc bin nén khí lắp động ơtơ Là loại động nhiệt, dạng rotor chất giãn nở sinh cơng khơng khí Động gồm ba phận khối máy nén khí (tiếng Anh: compressor) dạng rotor (chuyển động quay); buồng đốt đẳng áp loại hở; khối tuốc bin khí rotor Khối máy nén khối tuốc bin có trục nối với để tuốc bin làm quay máy nén Khí nén đưa vào buồng đốt, trộn với khí nhiên liệu đốt, khơng khí nén nhận nhiệt từ khí đốt giãn nở -> khơng khí giãn nở làm quay turbine 2.3.3 Nhận dạng Cấu tạo nguyên lý hoạt động loại hệ thống truyền động khí nén 2.3.3.1 Nhận dạng cấu tạo loại hệ thống truyền động khí nén * Các chi tiết phận hệ thống truyền động khí nén 111 2.3.3.2 Nguyên lý hoạt động loại hệ thống truyền động khí nén a Điều khiển tay - Điều khiển trực tiếp 112 - Điều khiển gián tiếp Biểu đồ trạng thái 113 b Điều khiển theo thời gian Biểu đồ trạng thái Điều khiển theo thời gian có chu kỳ tự động 114 - Biểu đồ trạng thái c Điều khiển theo hành trình Biểu đồ trạng thái 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO: [1] - Giáo trình Cơng nghệ khí nén thủy lực – Bùi Hải Triều (chủ biên) -NXB GD [2] - Giáo trình điều khiển thủy lực –khí nén – Phạm Xn Tùy – NXB KHKT [3] - Điều khiển khí nén – thủy lực – Lê Văn Tiến Dũng – Trường đại học kỹ thuật TP HCM [4] – Hệ thống truyền động thủy khí – Trần Xuân Tùy – Trường đại học Đà Nẵng 116