Giáo trình vật liệu học (nghề công nghệ ô tô trung cấp)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: VẬT LIỆU HỌC NGHỀ: CƠNG NGHỆ Ơ TƠ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Quảng Ngãi (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun 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 Để phục vụ cho học viên học nghề thợ sửa chữa ô tô kiến thức lý thuyết thực hành bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống tơ Hoặc học nghề khí Tơi có biên soạn giáo trình: Vật liệu học với mong muốn giáo trình giúp cho học sinh, sinh viên nắm vững kiến thức ô tô Cơ ứng dụng biên soạn, nội dung giáo trình bao gồm ba chương: Chương1 Nhôm hợp kim nhôm Chương Gang thép Chương Vật liệu phi kim loại Kiến thức giáo trình biên soạn theo chương trình đào tạo trường cao đẳng Cơ giới Sau học có tập kèm để sinh viên nâng cao tính thực hành mơn học Do đó, người đọc hiểu cách dễ dàng nội dung chương trình Mỗi Chương biên soạn với nội dung gồm: số nội dung vật liệu dùng để chế tạo ô tô, số nhiên liệu đốt cháy, nhiên liệu bôi trơn sử dụng ô tô 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 Tham gia biên soạn Nguyễn Đình Kiên ………… Chủ biên MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC CHƯƠNG NHÔM VÀ HỢP KIM CỦA NHÔM 1.1 Giản đồ nhôm- silic 1.2 Đặc điểm nhôm hợp kim nhôm 11 1.3 Phân loại hợp kim nhôm 14 1.3.1 Phân loại .14 1.3.2 Ký hiệu 14 1.4 quan sát tổ chức tế vi hợp kim nhôm 16 CHƯƠNG GANG VÀ THÉP 20 2.1 Giản đồ sắt - bon 20 2.2 Đặc điểm sắt thép 26 2.3 Gang 30 3.1 Phân loại ký hiệu 30 Thép kết cấu 39 4.1 Phân loại ký hiệu 39 Thép hợp kim 43 5.1 Phân loại ký hiệu 43 Quan sát tổ chức tế vi gang thép 47 CHƯƠNG VẬT LIỆU PHI KIM LOẠI 53 3.1 Chất dẻo 53 3.2 Cao su – amiăng 54 3.3 Vật liệu bôi trơn làm mát 55 Vật liệu bôi troen làm mát 60 Nhiên liệu 63 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: VẬT LIỆU HỌC Mã mơn học: MH 09 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí mơn học: Mơn học bố trí giảng dạy song song với mơn học/ mơ đun sau: MH 07, MH 08, MH 11, MH 12, MH13, MH 14, MH 15, MH 16, MĐ 17, MĐ 18, MĐ 19 - Tính chất: Là mơn sở nghề bắt buộc - Có ý nghĩa vai trị quan trọng việc cung cấp kiến thức kỹ cho học sinh, sinh viên học nghề công nghệ ô tô - Vai trò: Cung cấp phần kiến thức sở, nghề công nghệ ô tô Mục tiêu mơn học: - Vẽ giải thích được: giản đồ nhôm – silic; giản đồ sắt – bon - Trình bày được đặc điểm, phân loại ký hiệu loại hợp kim nhôm, gang thép - Nhận dạng loại hợp kim nhôm, gang thép - Trình bày được công dụng, tính chất, phân loại dầu, mỡ bôi trơn, nước làm mát , của xăng, dầu diesel dùng ô tô Mục tiêu môn học : - Kiến thức: A1 Phát biểu khái niệm vật liệu gang thép, vật liệu phi kim loại A2 Vẽ giải thích được: giản đồ nhơm – silic; giản đồ sắt – bon A3 Trình bày được đặc điểm, phân loại ký hiệu loại hợp kim nhôm, gang thép - Về kỹ năng: B1 Ưng dụng để chế tạo vật liệu phù hợp với đặt tinh làm việc chúng B2 Biết nhận dạng vật liệu qua ký hiệu vật liệu B3 Gia công vật liệu sản xuất ô tô B4 Sắp xếp thiết bị dụng cụ hợp lý, bố trí nơi làm việc khoa học B5 Biết nhiệm vụ dầu bơi trơn đối máy máy móc thiêt bị - Năng lực tự chủ trách nhiệm: C1 Chấp hành nội qui lớp học, phòng học; C2 Tổ chức nơi làm việc hợp lý, khoa học; C3 Tuân thủ thời gian học tập thực hành; C4 Ý thức tiết kiệm, kỷ luật; C5 Tinh thần hợp tác làm việc theo tổ, nhóm; Mã Chương trình khung nghề công nghệ ô tô Tên môn học, mô đun Thời gian đào tạo (giờ) MH, MĐ I MH 01 MH 02 MH 03 MH 04 MH 05 MH 06 II II.1 MH 07 MH 08 MH 09 MH 10 MH 11 MH 12 MĐ 13 II.2 MĐ 14 MĐ 15 MĐ 16 MĐ 17 MĐ 18 MĐ 19 MĐ 20 MĐ 21 MĐ 22 MĐ 23 MĐ 24 Trong Thực hành/thực Tín Tổng Thi/ Lý tập/thí số kiểm thuyết nghiệm/ tra tập/ thảo luận Các mơn học chung/đại cương 12 255 106 127 17 Chính trị 30 22 Pháp luật 15 10 Giáo dục thể chất 30 24 Giáo dục quốc phòng - An ninh 45 28 13 Tin học 45 13 25 Ngoại ngữ (Anh văn) 90 30 55 Các môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề Các mô đun, môn học kỹ thuật sở 20 375 224 134 17 Điện kỹ thuật 45 43 Cơ ứng dụng 45 43 Vật liệu học 45 43 Dung sai lắp ghép đo lường kỹ thuật 45 30 13 Vẽ kỹ thuật 60 30 27 An toàn lao động 30 25 Thực hành Hàn – Nguội 90 15 71 Các môn học, mô đun chuyên môn 53 1305 279 1008 68 Kỹ thuật chung ô tô công nghệ sửa 60 45 13 chữa Bảo dưỡng sửa chữa cấu trục khuỷu - truyền phận cố định 120 24 90 động Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống phân 60 15 41 phối khí Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống bôi 60 15 41 trơn hệ thống làm mát Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống nhiên 90 16 78 liệu động xăng Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống nhiên 90 16 78 liệu động diesel Bảo dưỡng sửa chữa trang bị điện ô 90 18 76 tô Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống truyền 105 19 80 lực Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống di 60 14 42 chuyển Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lái 90 18 78 Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống phanh 90 18 78 4 MĐ 25 MĐ 26 MĐ 27 MĐ 28 Bảo dưỡng sửa chữa mô tô - xe máy Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống điều hịa khơng khí tơ Chẩn đốn - Sửa chữa PAN tơ Thực tập sản xuất Tổng cộng Chương trình chi tiết mô đun 60 16 40 60 12 44 4 85 90 180 1920 18 15 614 68 161 1249 4 102 Thời gian (giờ) Số Tên chương, mục TT I Nhôm hợp kim nhôm 1.1 Giản đồ nhôm - nguyên tố hợp kim 1.2 Đặc điểm nhôm hợp kim nhôm Kiểm tra (LT TH) Tổng số Lý thuyết Thực hành Bài tập 15 2 0 1.3 Phân loại hợp kim nhôm 1.4 Quan sát tổ chức tế vi hợp 5 kim nhôm II Gang thép 21 14 2.1 Giản đồ sắt - bon 2.2 Đặc điểm sắt thép 3 2.3 Gang 3 2.4 Thép kết cấu 3 2.5 Thép hợp kim 2.6 Quan sát tổ chức tế vi 5 gang thép III Vật liệu phi kim loại 3.1 Chất dẻo 2 3.2 Cao su - amiăng - compozit 2 3.3 Vật liệu bôi trơn làm mát 2 3.4 Nhiên liệu Tổng cộng 45 30 12 Điều kiện thực mơn học: 3.1 Phịng 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, vật liệu 3.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu quy ước ký hiệu thép, dầu Nội dung phương pháp đánh giá: 4.1 Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức 1 0 0 1 0 - 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 môn học + Nghiêm túc trình học tập 4.2 Phương pháp: Người học đánh giá tích lũy mơn 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 4.2.2 Phương pháp đánh giá Phương pháp đánh giá Phương pháp tổ chức Thường xuyên Viết/ Thuyết trình Định kỳ Viết thực hành Kết thúc mơn học Vấn đáp thực hành Hình thức kiểm tra Tự luận/ Trắc nghiệm/ Báo cáo Tự luận/ Trắc nghiệm/ thực hành Vấn đáp thực hành mơ hình Trọng sớ 40% 60% Chuẩn đầu đánh giá Số cột Thời điểm A1, C1, C2 kiểm tra Sau 10 A2, B1, C1, C2 Sau 20 A1, A2, A3, B1, B2, C1, C2, Sau 45 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 trịn đến chữ số thập phân Điểm mơn học tổng điểm tất điểm đánh giá thành phần môn học nhân với trọng số tương ứng Điểm mơn học theo thang điểm 10 làm trịn 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 Cơng nghệ Ơtơ 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 mơ hình, học cụ mơ để minh họa tập ứng dụng * 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 yêu 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: - Nghiên cứu kỹ học nhà trước đến lớp Các tài liệu tham khảo cung cấp nguồn trước người học vào học môn học (trang web, thư viện, tài liệu ) - Sinh viên trao đổi với nhau, thực thực hành báo cáo kết - Tham dự tối thiểu 70% giảng tích hợp Nếu người học vắng >30% số tích hợp phải học lại mơ đun tham dự kì thi lần sau - Tự học thảo luận nhóm: Là phương pháp học tập kết hợp làm việc theo nhóm làm việc cá nhân Một nhóm gồm 2-3 người học cung cấp chủ đề thảo luận trước học lý thuyết, thực hành Mỗi người học chịu trách nhiệm số nội dung chủ đề mà nhóm phân cơng để phát triển hồn thiện tốt tồn chủ đề thảo luận nhóm - Tham dự đủ kiểm tra thường xuyên, định kỳ - Tham dự thi kết thúc môn học - Chủ động tổ chức thực tự học Tài liệu tham khảo: - Giáo trình mơn học Vật liệu học Tổng cục dạy nghề ban hành - Nguyễn Hoành Sơn - Vật liệu học - NXB GD - 2000 - Phạm Thị Minh Phương, Tạ Văn Thất - Công nghệ nhiệt luyện - NXB GD - 2000 CHƯƠNG NHÔM VÀ HỢP KIM CỦA NHÔM Mã số chương 2: MH 09 – 01 1.1 Giản đồ nhôm- silic 1.1.1 Giản đồ nhôm – nguyên tố hợp kim Để có độ bền cao người ta phải hợp kim hóa nhơm tiến hành nhiệt luyện, hợp kim nhơm có vị trí quan trọng chế tạo khí xây dựng Khi đưa nguyên tố hợp kim vào nhôm (ở trạng thái lỏng) thường tạo nên giản đồ pha Al - nguyên tố hợp kim biểu thị hình 1.1, tiên (khi lượng ít) ngun tố hợp kim hòa tan vào Al tạo nên dung dịch rắn thay α Al, vượt giới hạn hòa tan (đường CF) tạo thêm pha thứ hai (thường hợp chất hóa học hai nguyên tố), sau vượt q giới hạn hịa tan cao (điểm C hay C’) tạo tinh dung dịch rắn pha thứ hai kể Do dựa vào giản đồ pha hệ hợp kim nhơm phân thành hai nhóm lớn biến dạng đúc Hình 1.1 Góc nhơm giản đồ pha Al - ngun tố hợp kim - Hợp kim nhôm biến dạng hợp kim với hàm lượng thấp nguyên tố hợp kim (bên trái điểm C, C’) tùy thuộc nhiệt độ có tổ chức hồn tồn dung dịch rắn nhơm nên có tính dẻo tốt, dễ dàng biến dạng nguội hay nóng Trong loại cịn chia hai phân nhóm khơng có hóa bền nhiệt luyện + Phân nhóm khơng hóa bền nhiệt luyện loại chứa hợp kim (bên trái F), nhiệt độ có tổ chức dung dịch rắn, khơng có chuyển biến pha nên khơng thể hóa bền nhiệt luyện, hóa bền biến dạng nguội mà thơi + Phân nhóm hóa bền nhiệt luyện loại chứa nhiều hợp kim (từ điểm F đến C hay C’), nhiệt độ thường có tổ chức hai pha (dung dịch rắn + pha thứ * Nhiệt độ bốc cháy: Đặc trưng cho khả an tồn phịng cháy biến chất * Độ bền hoá học: Đánh giá khả ổn định tác dụng môi trường làm việc Dầu bôi trơn động a Điều kiện lm vic ca ng c ộng đốt làm việc điều kiện phức tạp: Nhiệt độ cao tải trọng thay đổi Động xăng khởi động nhiệt độ thấp, tải trọng không đầy xăng bay không hết mà dạng lỏng nén chảy xuồng đáy máy làm loÃng dầu nhớt Động điêzen làm việc điều kiện tải trọng lớn, áp suất gối đỡ cao, khó tạo màng dầu bôi trơn Động kỳ pha nhớt vào xăng theo tỷ lệ dầu/xăng 1/25 để bôi trơn Trong điều kiện làm việc phức tạp, loại động khác làm cho tính làm việc dầu bôi trơn bị phá huỷ Để thoả mÃn điều kiện làm việc cho loại động cơ, dầu bôi trơn phải có yêu cầu sau ®©y b u cầu kỹ thuật dầu bơi trơn động cơ: + Có độ nhớt thích hợp Ví dụ: Độ nhớt thích hợp nhiệt độ làm việc 5,5 cSt, nhiệt độ 100 C 15 cSt + Có độ bám cao Để tăng khả dính bám dầu phải pha thêm vào dầu phụ gia polyacrynat, polyizobutylen,… dầu dính bám bề mặt cịn tạo khả làm kín + Có nhiệt độ cháy cao, nhiệt độ đông đặc thấp Đông đặc gây cản trở lưu thông dầu, động khó khởi động khơng khởi động trạng thái nguội Yêu cầu nhiệt độ tự cháy dầu động từ (220  250)0C: + Có tính ổn định tốt + Có độ cao + Có khả chống xy hố, chống ăn mịn Ví dụ để nâng cao tính chống ăn mịn số phận dùng dầu có pha tạp chất béo (1,5  2) % chống gỉ, pha thêm phụ gia phênol, amin thơm chống xy hố dầu c Phân loại, ứng dụng + Phân loại dầu bôi trơn động 56 * SNG phân loại theo tốc độ quay trục khuỷu theo nhóm M Dầu nhớt A Dầu dùng cho động xăng B Dầu dùng cho động Diesel Б Động có tải trọng nhẹ B Động cơng suất số vịng quay trục khuỷu trung bình Г Động cơng suất thấp, số vòng quay trục khuỷu > 2000V/F E Động cơng suất số vịng quay trục khuỷu nhỏ Д Động có số vịng quay trục khuỷu lớn, làm việc nặng Động xăng; Động Diesel; * Theo hiệp hội kỹ sư Mỹ API - SAE (American Petrolium Institute Society of Automotive Engineers) + Dầu dùng cho động xăng có cấp SA Động xăng tải trọng nhỏ SB Động xăng nhẹ nhàng SC Động xăng xe nhỏ SD Động xăng trung bình (xecon, xe tải trung bình) SE Động xăng xe tải lớn, chống xy hố dầu SF Động xăng đại SG Cấp tiêu biểu + Dầu dùng cho động Diesel có cấp CA Động Diesel tải trọng nhỏ CB Động Diesel nhẹ nhàng CC Động Diesel xe nhỏ CD Động Diesel trung bình (xecon, xe tải trung bình) CE Động Diesel xe tải lớn, chống xy hố dầu Cấp W Khởi động lạnh Khơng có W phân loại dựa sở độ nhớt 100 0C Khi phân loại theo độ nhớt (SAE) dựa vào điều kiện làm việc, trạng thái làm việc, môi trường làm việc…bằng thực nghiệm, dựa tiêu chuẩn độ nhớt khởi động lạnh độ nhớt khả bơm với mục đích để đầu đừng nhớt khởi động trì màng dầu động làm việc chế độ nhiệt cao Ví dụ: API- SAE-10W/40-SF/CC Nhớt bôi trơn cho động xăng (S) đại (F) động Diesel (C) có hàm lượng lưu huỳnh S ≤ 1% viện dầu khí Hoa Kỳ qui định hiệp hội tơ, có độ nhớt 10 cSt mùa đông 40 cSt mùa hè 57 Viện dầu lửa Mỹ (API) qui định SAE 25W; SAE 60; SAE 10W/30 sử dụng nhiệt độ môi trường từ (5  38) 0C Cấp độ nhớt SC/SD dùng bôi trơn động xe con, xe tải nhỏ Cấp SE/CC giới công nhận dùng phổ biến Việt Nam Việt Nam khí hậu bốn mùa nhiệt độ 0C phân loại dầu dựa tiểu chuẩn chủ yếu theo SAE - Ứng dụng: Bảng đặc tính số loại dầu nhớt Tên gọi Tỷ khối  (g/cm3) S; C Nhiệt độ Bốc Tự cháy cháy 220 - 18 BP Super V 0,892 S; C Energol HDX 0,893 0,904 Power stoke4T Power stoke2T 0,897 S 240 C Khác nghiệt Xe gắn 240 máy kỳ Xe gắn 240 máy kỳ 0,897 Độ nhớt (cSt) 40 OC 100 OC 161 18 146 249 14,5 20,0 -9 144 14,6 -9 144 API SAE20W/50 SF/CC SAE-40 SAE-50 SE/CC Các loại dầu nhớt động sử dụng hiệt Loại dầu nhớt ứng dụng ENERGOL HD40, Dùng cho tất loại động xăng HD50 Diesel có tải trọng trung bình hút khí tự nhiên (theo API: SE/CC) Power stoke-4T Dùng cho loại xe gắn máy có động kỳ Power stoke-2T Dùng cho loại xe gắn máy có động kỳ BP Super V Dùng cho tất loại động xăng Diesel kiểu cũ nh đại (trừ 58 động Diesel theo tiêu chuÈn MIL-L2104 B), theo API: SF/CC Bảng qui đổi số loại dầu nhớt Loại dầu nhớt T ương đương SAE-30 HD, Shell Rotella Oil-30 HD, D 11 Super Mobil Oil-30 HD, Castrol dizel DC 11 Special-30, Energol-30 HD SAE-40, Energol-40, Castrol-40, Mobil Oil AK-15 Special-40, Shell Talpa Oil-40F (Nga) Shell X-100 Multigrade 20W/40, SAE M 10B 20W/30 AK Z BP Super V (SAE 20W/50) Vanellus C3 Ứng dụng Động Diesel kỳ, động Diesel kỳ, Động xăng kỳ, động Diesel kiểu cũ, truyền động máy kéo, máy thi công, máy xây dựng Động xăng cường hố, động Diesel cơng suất trung bình Động xăng đại động Diesel làm việc có tải trọng nặng Động Diesel tăng áp Dầu bôi trơn hệ thống truyền động a Điều kiện làm việc hệ thống truyền lực HƯ thèng trun lực (bánh răng, ổ lăn, ổ trựơt, trục) làm việc bề mặt chúng chịu áp lực lớn (30.000kG/cm 2) với vận tốc trợt cao tải trọng phức tạp Điều kiện làm việc chi tiết hệ thống truyền lực kín nhiệt độ không cao Do thời gian thay dầu đợc kéo dài (hàng năm đến lúc sửa chữa), dầu truyền lực có yêu cầu kỹ thuật không đòi hỏi khắt khe mà cần đáp ứng đợc yêu cầu sau b Yờu cu k thut ca dầu truyền lực + Có độ nhớt thích hợp: 59 Độ nhớt dầu truyền lực thường cao độ nhớt dầu động cơ, thường từ (80  250) cSt 40 0C Ví dụ SAE - 80, SAE - 90 + Có độ cao: Sạch để khơng mài mòn ăn mòn chi tiết máy trình làm việc bảo quản nhằm tăng tuổi bền chi tiết máy + Có số tính chất khác: Khơng ăn mịn kim loại hợp kim, có khả chống ơxy hố, ổn định tính chất không bị biến chất c Phân loại ứng dụng Hiện phân loại dầu truyền lực theo độ nhớt 40 0C Theo SAE độ nhớt cho dầu truyền động 90 cSt 40 0C Theo SNG chế tạo có pha thêm số tạp chất chống ăn mòn, như: (2,5  3) %S; (2  2,5) %Ba; (1  1,5) %Zn; (1,4  1,7) %P Các nước chế tạo dầu truyền động thường ký hiệu thêm chữ EP, GX, MP,… để dễ phân biệt Ví dụ SAE-90-EP; GX-90,… 3.2 Mỡ bôi trơn a Khái quát chung Mỡ bôi trơn chất nhão màu hổ phách, hỗn hợp dầu khống dầu tổng hợp có pha thêm 6% đến 25% chất làm đặc, nhiệt độ làm việc từ (20  25) C Mỡ bôi trơn làm điều khác nhau, theo vị trí Mỡ chịu tải trọng lớn, khả tích trữ lại bề mặt làm việc kém, mơi trường làm việc kín, tiếp xúc với nước,… Vì mỡ cần có số yêu cầu sau b Một số yêu cầu mỡ bôi trơn - Nhiệt độ nhỏ giọt cao: Nhiệt độ nhỏ giọt nhiệt độ mà mỡ nhỏ giọt kéo sợi dài xuống đáy ống nghiệm làm thí nghiệm Muốn đạt yêu cầu giữ lâu bề mặt cần bơi trơn độ nhỏ giọt mỡ phải cao nhiệt độ sử dụng từ (10  20) 0C - Có độ xun kim thích hợp: Độ xuyên kim xác định độ lún sâu chì hình nón nặng 150 gam đặt bề mặt mỡ sau giây Độ xuyên kim liên quan tỷ lệ nghịch với độ nhỏ giọt Độ xuyên kim đặc trưng cho tính quánh mỡ, điều kiện cần thiết để mỡ lưu trữ bề mặt làm việc lâu - Có tính ổn định tốt: Là khả mỡ bảo tồn tính chất làm việc mơi trường (ổn định gặp nước nhiệt độ, ổn định hoá học, ổn định mạng tổ ong hay thể keo, không bị vón cục,…) để thích ứng với mơi trường làm việc 60 - Có độ cao: Sạch học lẫn hố học để bảo đảm khơng ăn mịn mài mòn chi tiết máy làm việc c Phân loại ứng dụng: * Phân loại: - Theo thành phần cấu tạo (trước Liên xô cũ): Mỡ gốc can xi (xơ li đơn): Có khả chịu nước tốt, nhiệt độ nhỏ giọt 85 C, thường dùng bôi trơn phận làm việc nơi có độ ẩm cao (moay ơ, bơm nước,…) Mỡ gốc Natri (constalin): Có khả chịu nhiệt cao, độ nhỏ giọt cao nên thích ứng với vị trí bơi trơn mà không tiếp xúc với nước Mỡ gốc Can xi Natri: Với chất làm đặc xà phòng mang đặc tính loại mỡ - Phân loại theo phạm vi sử dụng: Mỡ vạn YC-1; YC-2,… Mỡ chuyên dùng xiatim-201, YCc-A "phấn chì",… Mỡ bảo quản K-15, xiatim-215,… Mỡ đặc biệt AC - Theo ngày phân loại mỡ xà phịng mỡ khơng phải xà phịng: Có 300 loại mỡ với tên gọi đặc trưng cho hãng Ví dụ Graphit, VP, GP,… * Ứng dụng: Trên thị trường Việt Nam ngày có nhiều loại mỡ, song ô tô xe máy sử dụng phổ biến loại mỡ sau: Mỡ Ứng dụng GREASEL Bơi trơn ổ lăn/ổ trượt có tải trọng nặng, cao tốc ô tô xe máy, máy công cụ, mô tơ điện, ổ lăn đầu trục láp ô tô,… (mỡ có màu hổ phách) GREASEL L21-M Bôi trơn khớp nối, điểm treo, gầm trục L2-M thông thường (mỡ màu đen nâu, xám tối) GREASEL L EP Bôi trơn ổ lăn/ổ trượt có tải trọng nặng, cao tốc tơ xe máy, máy công cụ, mô tơ điện, ổ lăn đầu trục láp ô tô,… chịu nước 3.3.1.5 Các loại dầu khác a Khái quát chung: Trên ô tô xe máy ngồi sử dụng nhiên liệu dầu mỡ kể trên, cịn sử dụng số dầu khác với chức cụ thể sử dụng hệ thống thuỷ lực, hệ thống phanh, giảm sóc,… Ngồi chức riêng chúng cịn có chức khác 61 làm mát bơi trơn Khi sử dụng dầu có cơng dụng riêng cần ý đến số yêu cầu sau b Yêu cầu kỹ thuật: - Yêu cầu chung: độ nhớt thích hợp, chống ăn mịn có tính ổn định cao - Yêu cầu riêng:khả chịu nén tốt để truyền lực Có tính lưu động tốt để dẫn truyền đường ống tốt Khơng hồ tan với khơng khí để dẩy khí khỏi chất lỏng đường ống dẫn ổn định trượt, thích hợp với số phi kim loại để không phá hỏng loại gioăng đệm, khơng độc c Tính chất ứng dụng: - Dầu dùng cho hệ thống thuỷ lực (dầu thuỷ lực) Trên ô tô xe máy ngày hệ thống thuỷ lực dùng nhiều (trợ lực lái, nâng hạ ben, nâng hạ cần, hộp số,…) hệ thống làm việc có độ xác truyền lực cao địi hỏi phải có số loại dầu thích ứng với tính chất khơng ăn mịn kim loại hợp kim, có khả chịu nén cao ổn định tốt Yêu cầu kỹ thuật: Độ nhớt 15 cSt, chịu áp lực (120  150) MPa, nhiệt độ làm việc từ (50 100) 0C Khi sử dụng linh hoạt, hệ thống thuỷ lực có liên quan đến cấu hệ thống sử dụng dầu bôi trơn cấu hệ thống Hệ thống thuỷ lực độc lập thường dùng dầu tuôc bin 22 dầu công nghiệp 20, liên quan đến động dùng ln dầu động cơ, liên quan đến hệ thống truyền lực dùng dầu truyền lực - Dầu dùng cho giảm sóc (dầu giảm sóc) Yêu cầu có độ nhớt tương đối cao, linh động, gây hỏng gioăng đệm, khơng độc người thường pha chế bới 50% dầu biến áp 50% dầu tuốc bin - Dầu dùng cho hệ thống phanh (dầu phanh); Yêu cầu đặc biệt: Độ nhớt thích hợp (700 1100) cSt 50 0C Không làm mủn cao su, gioăng, đệm Bôi trơn tốt,ổn định cao, bốc Thường pha chế 50% dầu thầu dầu 50% rượu butylen - Dầu biến áp Làm việc điều kiện có độ cách điện cao (15  200) KV/mm, không bắt lửa, có khả dẫn nhiệt tốt, khơng ăn mịn ổn định tốt để làm việc lâu dài Một số dầu có cơng dụng đặc biệt Tên gọi Ứng dụng Donax AI (Shell); Castrol chockol; Dùng cho giảm sóc Esso hydraulic oil; Energol shock 62 absorber oil (Bp) SAE-70 R1,2; Donax B (Shell); Esso Dùng cho phanh thủy lực brake Fluid… Super Disc Brake Fluid Dùng cho hệ thống phanh thủy lực (màu đỏ) Energol HLP (dầu thượng hạng) Dùng cho hệ thống thủy lực Super Trans (dầu biến thế) Dùng cho máy biến 3.3 Nước làm mát 3.3.2.1 Nước làm mát động Để trì nhiệt độ làm việc động bảo đảm không nóng Nước làm mát chất lỏng khơng mùi khơng vị, có tỷ khối  = g/cm3, nhiệt độ đóng băng 00C nhiệt độ sơi 1000C Yêu cầu nước làm mát động phải nước mềm, tức nước chứa ion Ca++, Mg++ Để làm mềm nước có nhiều cách - Pha (6  7) g NaOH/10 lít nước, để lắng gạn lấy phần nước - Đun sôi nước từ (20  30) phút, để nguội lắng gạn lấy phần nước - Dùng nước mưa vùng - Đổ kg tro thực vật/10 lít nước, khuấy (4  5) tiếng, để lắng gạn lấy nước 3.3.2.2 Nước dùng pha dung dịch axit Yêu cầu phải tinh khiết nguyên chất để bảo đảm giữ đặc tính kỹ thuật ắc qui Khi sử dụng phải dùng nước nguyên chất chưng cất dùng nước mưa hứng mái nhà ngói chứa vào thiết bị kim loại hay kim để lắng tuần Nhiên liệu ô tô 4.1 Xăng dùng cho động 4.1.1 Khái niệm xăng Xăng chất lỏng, nhẹ nước với tỷ khối  = (0,70  0,75)x 103 kg/m3 150C có màu tuỳ loại (vàng, đỏ, biếc, khơng màu),…xăng có nhiệt độ bốc cháy thấp Diesel lại có nhiệt độ tự cháy cao hơn, nhiệt độ bình thường xăng bay mạnh gây ô nhiễm môi trường lớn Các yêu cầu xăng ô tô sau: + Tỷ lệ xăng khơng khí 1/15, tỷ lệ hỗn hợp lớn hỗn hợp giàu xăng ngược lại Áp suất đạt buồng đốt cuối kỳ nén (5  9) KG/cm2 nhiệt độ (250  300)0C 63 + Kích nổ động xăng Sự cháy với tốc độ khoảng (20  40)m/s Nếu cháy nhanh khoảng 2000 m/s tạo lên sóng áp suất tượng kích nổ Cháy kích nổ gây tiếng gõ kim loại mạnh, khí xả có khói đen, nhiệt độ động cao bình thường, cơng suất động giảm chi phí nhiên liệu tăng cao Cháy kích nổ gây hao mòn cấu trục khuỷu truyền nhanh Có nhiều nguyên nhân gây tượng này, nguyên nhân dùng xăng không chủng loại, phẩm chất…Để đánh giá khả chống kích nổ động xăng người ta dùng số ốc tan 4.1.2 Trị số ốc tan (chỉ số ốc tan C8H16) Izơ ốctan có khả chống kích nổ tốt quy ước "100" Heptan có khả chống kích nổ "0", đem trộn Izô ốctan Heptan với tỷ lệ chọn % Izơ ốctan làm số ốc tan Loại xăng có khả cháy giống ta gọi xăng có số ốc tan vậy, số ốc tan cao xăng có khả chống kích nổ tốt, giá thành xăng đắt xăng bay nhanh, để tăng khả chống kích nổ xăng người ta thường pha thêm phụ gia Tetraetil chì (Pb(C2H5)4 ) 4.1.3 Các yêu cầu xăng a Bay tốt: Động xăng hoạt động theo nguyên tắc chế hồ khí, hồ trộn khơng khí lần, chủ yếu chế hồ khí, để cháy động tốt, phát huy hiệu cao cần xăng dễ bay dễ hoà trộn, cháy động hoàn hảo hơn, cơng suất động phát huy, khí thải không độc Tuy nhiên để đáp ứng yêu cầu việc bảo quản xăng khó khăn Khi tính tốn động thực nghiệm cho thấy (lượng xăng nạp vào động phải bay trước 80 C 10% để đảm bảo cho động dễ khởi động, phải bay trước 145 0C 50% để hoà trộn nhanh động tăng tốc phải bay 250 0C 100% để đảm bảo cháy hết) b Chống kích nổ tốt: Xăng có số ốc tan phù hợp Khi sử dụng phải chọn xăng cho có số ốc tan phù hợp không thiết phải chọn xăng có sồ ốc tan cao c Bốc cháy tốt (cháy cưỡng bức): Một yêu cầu động xăng cháy cưỡng (cháy có tia lửa), xăng có nhiệt độ bốc cháy thấp Diesel, số ốc tan phù hợp tạo cho xăng cháy có tia lửa, sử dụng phải chọn xăng có số ốc tan phù hợp với động Động có tỷ số nén (5  7) phải chọn sồ ốc tan từ (70  80) Động có tỷ số nén (8  10) chọn số ốc tan > 80 64 d Ổn định tốt: Để bảo tính chất xăng, bảo đảm xăng khơng biến chất biến chất gây tạp chất học hóa học ăn mịn kim loại sử dụng xăng biến chất gây phá hỏng máy móc e Độ cao: Một yêu cầu nhiên liệu phải không lẫn nước, tạp chất… chúng nguyên nhân ăn mòn chi tiết Piston, xéc măng,… làm giảm tuổi thọ động cơ, tạp chất S, P cần có mặt xăng với hàm lượng (0,1  0,5) %S; 0,2 %P để nâng cao hiệu suất xăng, nhiên có nhiều q S & P tạo Axít ăn mịn động Khi sử dụng phải ý lọc tạp chất học hố học khơng cần thiết, sử dụng phải tôn trọng yêu cầu kỹ thuật 3.4.1.4 Phân loại sử dụng xăng a Phân loại xăng: - Trên thị trường Việt Nam ngày có nhiều hãng cung cấp xăng Petrolimex, Mỹ, Anh, SNG… nhiên việc phân loại xăng dựa theo sồ ốc tan Phương pháp mô tơ (Motor) ký hiệu MON Phương pháp nghiên cứu (Research) ký hiệu RON + Xăng SNG gồm loại A76, AI93, AI 95 với trị số ốc tan (theo MON: 76; 85; 85 Theo RON: 0; 93; 95) + Xăng MOGAS 83, MOGAS 92 với trị số ốc tan (theo MON: 76; 83 theo RON 83; 92) - Trên thị trường Việt Nam cịn có số loại xăng phân loại theo hàm lượng chì + Xăng Trung Quốc Xăng cao cấp có chì hàm lượng chì tới 0,13 g/l, trị số ốc tan 91 theo RON Xăng cao cấp chì hàm lượng chì 0,001 g/l, trị số ốc tan 92 theo RON Xăng đặc biệt RON 95 có hàm lượng chì 0,001 g/l , trị số ốc tan 94, 96 theo RON + Xăng Nhật Bản Xăng cao cấp khơng chì, hàm lượng chì 0,001 g/l, trị số ốc tan 91 theo RON 81 theo MON b Ứng dụng: Một số loại xăng thông dụng Danh mục Loại Xăng Ứng dụng MOG 90 MOG 92 65 Trị số ốc tan theo MON 83,0 theo RON 90,0 Hàm lượng chì (g/l) max 0,04 83,0 92,0 0,04 Hàm lượng lưu huỳnh max 0,1 max 0,1 MOG 90: Sử dụng cho động đời cũ trước năm 1998 Zil 130, Gaz 53, Uát… loại xe gắn máy đời cũ MOG 92: Sử dụng cho động Khối lượng riêng 15 0,7  0,74 O đời TOYOTA, C (g/cm3) Dùng cho động có tỷ  =   =  LANDA, NIVA, loại động phun xăng đại, số nén 10 xe gắn máy đại Các loại xăng có trị số ốc tan lớn đắt tiền sử dụng động có tỷ số nén cao dùng cho loại động phun xăng đại Để thống cho việc quản lý sử dụng công ty xăng dầu thương mại quy định danh mục xăng hành có bán thị trường c Bảo quản: + Phòng cháy + Phịng độc + Chống nhiễm mơi trường 3.4.2 Diesel dùng cho động 3.4.2.1 Khái niệm sử dụng Diesel a Khái niệm Diesel: Diesel chất lỏng có màu nâu biếc, nhẹ nước  = 0,85x103 kg/m3 150C nhiệt độ bốc cháy cao xăng nhiệt độ tự cháy lại thấp xăng (50 ÷ 200)0C b Hịa trộn hỗn hợp động Diesel: Khơng khí nén buồng đốt động với áp suất nhiệt độ cao cuối kỳ nén đạt tới (35  45) at nhiệt độ (500  700)0C, vịi phun phun nhiên liệu vào buồng đốt dạng sương mù với áp suất cao (75  125) KG/cm2 buồng đốt ngăn cách, (210  230) KG/cm3 buồng đốt thống c Kích nổ động Diesel: Đôi tự cháy Diesel khơng xảy theo mong muốn, cháy tạo lên sóng áp suất tượng kích nổ Kích nổ động Diesel xảy Diesel tự cháy muộn, kết cấu buồng đốt chưa hồn chỉnh nên nhiên liệu tích buồng đốt đột ngột cháy thời gian ngắn d Trị số xê tan (chỉ số xê tan): Xêtan (C16H34) có khả tự cháy tốt qui ước 100 cịn Mentinnaptanel (C16H7-CH3) có tính tự cháy qui ước 0, đem trộn xêtan với  66 mentinnaptenel ta có tỷ lệ hỗn hợp lấy theo số xêtan Diesel có khả tự cháy giống hỗn hợp thí nghiệm gọi Diesel có số xêtan 3.4.2.2 Yêu cầu kỹ thuật Diesel a Có tính bay tốt: Nguyên tắc tạo hỗn hợp đốt động Diesel tạo lần trưc tiếp động cơ, với tốc độ động cao thời gian trộn ngắn, Diesel tạo với áp suất cao phun tơi sương vào buồng đốt song với thời gian hoà trộn hỗn hợp chưa hoàn hảo, bay tốt tạo điều kiện cho hồ trộn tốt b Có tính tự cháy tốt: So với xăng, Diesel có nhiệt độ tự cháy thấp (Diesel thông dụng 60)0C, với nhiệt độ áp suất cuối kỳ nén động Diesel cao địi hỏi Diesel phải có tính tự cháy tốt để đảm bảo cho cháy thời điểm Khả tự cháy Diesel đánh giá số Xêtan , Chỉ số xêtan thông thường từ (35 ÷ 60) c Có tính chống kích nổ tốt: Nếu trị số xêtan không phù hợp sinh q trình cháy khơng bình thường (hoặc kéo dài thời gian cháy trước, kéo dài thời gian cháy trễ) điều làm công suất động giảm, tốn nhiên liệu động nóng rung động lớn…tức động có tượng kích nổ, cần phải chống kích nổ cho động cách chọn Diesel có sồ xêtan phù hợp d Có tính ổn định tốt: Cũng xăng để đạt tính chất Diesel, yêu cầu Diesel không biến chất q trình bảo quản e Có độ cao Cần giữ cho Diesel, nước tạp chất hố học (P, S) có mặt Diesel tạo axít hữu axít ăn mịn kin loại mạnh xăng, tạp chất học gây tắc nghẽn vòi phun bơm cao áp Do phải lắng lọc Diesel cẩn thận (48 96 giờ) đem sử dụng, sử dụng cần phải tuân thủ đầy đủ yêu cầu kỹ thuật g Có độ nhớt thích hợp: Diesel động ngồi chức làm nhiên liệu đốt cịn có chức phụ bôi trơn & làm cặn bẩn phận bơm cao áp vịi phun… độ nhớt thấp gây rò rỉ nhiều, áp suất phun bị giảm, phận bơm cao áp, vòi phun chóng mịn,… cịn độ nhớt cao q gây cản chở tia phun nhiên liệu, cản trở hoà trộn hỗn hợp Độ nhớt thích hợp với loại động thường (3,5  5) cSt 20 0C 67 3.4.2.3 Phân loại sử dụng a Phân loại Diesel: Thị trường Việt Nam chủ yếu sử dụng Diesel "mùa hè", phân loại Diesel theo hàm lượng S Trong Diesel thường chứa (2  4)%S Theo TCVN có loại Diesel + D1 : Có trị số xêtan 45, hàm lượng S = 1% + D2 : Có trị số xêtan 50, hàm lượng S = 1% Theo SAE: + Diesel thông dụng trị số xêtan 45, hàm lượng S = 1% + Diesel cao tốc trị số xêtan 48, hàm lượng S = 0,5% Diesel thông dụng chứa 1%S, dùng cho động có ndc= (400 1000) V/F Diesel cao cấp chứa 0,5% S, dùng cho động có ndc> 1000 V/F b Ứng dụng: D1: thường dùng cho động Diesel cơng suất nhỏ, trung bình kiểu cũ ơtơ, máy kéo sản xuất từ năm 1980 trước IFA, MTZ 50/80, DT 75, T 100, BELLA, Động máy thi cơng cơng trình thuỷ lợi D2: S thường dùng cho động Diesel công suất lớn làm việc môi trường nặng nhọc ô tô, máy kéo, tàu thuỷ,… đại, ô tô Toyota, Hyundai,… c Bảo quản & sử dụng: Tránh nhầm lẫn loại Diesel sử dụng Lắng lọc trước sử dụng, tuỳ theo thời gian lắng lọc mà có lớp Diesel sau: Số ngày lắng lọc 10 ngày Lớp Diesel S = 0,20 m S = 0,25 m S = 1,60 m Số tạp chất lắng 65 % 85 % 98% 68 Câu hỏi ơn tập Câu Trình bày số loại chất dẻo? Câu Nêu số chất cao su - amiăng? Câu Nêu số loại vật liệu bôi trơn làm mát? Câu Nêu loại thép kết cấu? Câu Nêu loại nhiên liệu điển hình ? 69 Tài liệu cần tham khảo: - Giáo trình mơn học Vật liệu học Tổng cục dạy nghề ban hành - Nguyễn Hoành Sơn - Vật liệu học - NXB GD - 2000 - Phạm Thị Minh Phương, Tạ Văn Thất - Công nghệ nhiệt luyện - NXB GD - 2000 70