Hệ thống bôi trơn là bộ phận cực kỳ quan trọng trong bất kỳ loại máy móc, động cơ nào. Hệ thống bôi trơn giúp phân phối nhớt đến các chi tiết trong động cơ nhằm giảm lực ma sát, hạ nhiệt trong suốt quá trình hoạt động. Hệ thống bôi trơn còn đóng vai trò như một bộ phận lọc tạp chất chứa trong dầu nhờn sau quá trình tẩy rửa các mặt ma sát. Đồng thời bảo vệ tính lý – hóa của dầu nhờn bằng cách làm mát nó.
Hệ thống bôi trơn
Hệ thống bôi trơn là bộ phận cực kỳ quan trọng trong bất kỳ loại máy móc, động cơ nào Hệ thống bôi trơn giúp phân phối nhớt đến các chi tiết trong động cơ nhằm giảm lực ma sát, hạ nhiệt trong suốt quá trình hoạt động.
Hệ thống bôi trơn còn đóng vai trò như một bộ phận lọc tạp chất chứa trong dầu nhờn sau quá trình tẩy rửa các mặt ma sát Đồng thời bảo vệ tính lý – hóa của dầu nhờn bằng cách làm mát nó.
Nhờ có hệ thống bôi trơn đưa dầu nhờn đến các chi tiết mà máy móc đỡ bị hoen gỉ, các kẽ hở giữa pittông và xilanh được bao kín, giúp động cơ hoạt động trơn tru, êm ái hơn.
Có rất nhiều loại dầu nhờn được sử dụng cho hệ thống bôi trơn và tùy thuộc vào cường độ hóa của động cơ cũng như mức độ phụ tải ổ trục, tính năng tốc độ Người vận hành nên kiểm tra và lựa chọn dầu nhờn phù hợp để bảo vệ và tăng tuổi thọ động cơ, giảm tiêu hao năng lượng, đem lại hiệu quả làm việc tốt hơn.
Hình 1.1 Hệ thống bôi trơn
Các bộ phận chính của hệ thống bôi trơn
Hệ thống bôi trơn gồm 4 bộ phận chính đó là bơm dầu, lọc dầu, thông gió hộp trục khuỷu, két làm mát dầu Mỗi bộ phận đều đem lại công dụng riêng trong quá trình hoạt động của hệ thống, cùng tìm hiểu cụ thể về chúng trong nội dung tiếp theo nhé!
Bộ phận này có tác dụng trong việc cung cấp dầu nhờn áp lực cao đến các bề mặt thường xuyên bị ma sát liên tục để bôi trơn và làm mát, tránh hư hỏng trong suốt quá trình làm việc.
Có rất nhiều loại bơm dầu được sử dụng hiện nay như pittông, trục vít, phiến trượt, tuy nhiên loại bánh răng là phổ biến nhất.
Bộ phận lọc dầu trong hệ thống bôi trơn đóng vai trò cực kỳ quan trọng, giúp giữ lại toàn bộ cặn bẩn khi dầu đi qua các chi tiết máy Giúp dầu luôn đạt độ sạch nhất định, hạn chế tình trạng ổ trục bị mài mòn, kẹt, hư hỏng do tạp chất gây ra Các tạp chất thường thấy trong màng lọc dầu sau một thời gian sử dụng đó là muội than, cát, bụi, tạp chất trong không khí, mạt kim loại,…
Hiện nay, người ta thường ứng dụng khá nhiều loại bầu lọc dầu, có thể kể đến như: lọc hóa chất, từ tính, ly tâm, thấm, cơ khí,…
Hình 1.2 Bộ phận lọc dầu trong hệ thống bôi trơn
Thông gió hộp trục khuỷu
Bộ phận thông gió hộp trục khuỷu có công dụng lớn trong việc hạ nhiệt, làm mát động cơ để tránh làm ảnh hưởng đến tính chất lý – hóa của dầu nhờn Thông gió hộp trục khuỷu cũng góp phần bảo vệ dầu nhờn khỏi tình trạng ô nhiễm, phân hủy khi tạp chất cháy trong quá trình hoạt động.
Hiện nay có 2 phương pháp thông gió hộp trục khuỷu phổ biến nhất đó là thông gió kín (cưỡng bức) và hở (gió tự nhiên).
Các bộ phận trong hệ thống bôi trơn đều hoạt động bổ trợ cho nhau, giúp quá trình hoạt động luôn trơn tru, êm ái Vì vậy, két làm mát dầu có nhiệm vụ bảo đảm nhiệt độ của dầu nhờn luôn ở mức ổn định, không để xảy ra tình trạng quá nóng làm hư hỏng, gián đoạn quá trình hoạt động.
Có hai cách thường được ứng dụng trong két làm mát dầu đó là dùng không khí hoặc nước.
Các phương pháp bôi trơn động cơ thông thường
Hệ thống bôi trơn thường được thiết kế với 4 phương pháp phổ biến nhất.
Phương pháp bôi trơn bằng vung té dầu
Phương pháp này được hiểu là các chi tiết như các-te, xilanh sẽ nhận được dầu từ quá trình vung té dầu khi bánh răng, thanh truyền, trục khuỷu hoạt động Ngoài ra, kết cấu hứng dầu của các chi tiết cần bôi trơn khác trong động cơ cũng sẽ nhận được nhờ vung té dầu dạng phun sương rơi vào.
Nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn bằng vung té dầu khá đơn giản nhưng lại khó tính toán và đảm bảo lượng dầu đủ dùng cho các cổ trục Vì vậy, phương pháp này chỉ được dùng cho các loại động cơ có công suất nhỏ như máy bơm, thuyền máy và thường không ứng dụng trong xe ô tô, xe tải.
Hình 1.3 Hoạt động vung té được diễn ra khi trục khuỷu hoạt động
Phương pháp bôi trơn hỗn hợp Đây là phương pháp kết hợp giữa vung té dầu và cưỡng bức để bôi trơn động cơ. Trong khi phương pháp bôi trơn vung té dầu dùng cho các chi tiết như ống dẫn hướng, thân xupap, con đội, mặt gương xilanh và pittông thì phương pháp bôi trơn cưỡng bức sẽ sử dụng cho các chi tiết phải chịu tải trọng lớn như bạc đòn mở của cấu trúc phân phối khí, bạc đầu to thanh truyền, bạc cổ trục chính.
Hình 1.4 Phương pháp bôi trơn hỗn hợp
Hệ thống bôi trơn cưỡng bức
Phương pháp này thường có cấu tạo phức tạp và chỉ ứng dụng cho các động cơ đặc biệt, dầu được chứa ở thùng thay vì các-te.
Hệ thống bôi trơn cưỡng bức sẽ đưa dầu đến các bề mặt thường xuyên bị ma sát để làm sạch, hạ nhiệt, đem đến hiệu suất hoạt động tốt nhất Dầu bôi trơn trong hệ thống luôn được lưu động tuần hoàn và đảm bảo duy trì ở mức áp suất ổn định.
Hình 1.5 Hệ thống bôi trơn cưỡng bức
Bôi trơn bằng dầu pha vào nhiên liệu
Hệ thống bôi trơn ứng dụng phương pháp này được thiết kế cho động cơ xăng 2 kỳ có
3 cửa nạp – xả – thổi trên xilanh và các-te chứa hòa khí.
Theo đó, hỗn hợp dầu bôi trơn và nhiên liệu theo tỷ lệ 1/20 – 1/25 sẽ được pha theo 3 cách như sau:
Cách 1: Dầu sẽ được phun trực tiếp vào vị trí bướm ga hoặc ống khuếch tán.
Cách 2: Chứa dầu và nhiên liệu trong 2 bình riêng biệt, khi hoạt động sẽ được hòa trộn song song, theo định lượng đã quy định.
Cách 3: Hòa trộn dầu và nhiên liệu theo tỷ lệ đã quy định trước khi cho vào hệ thống bôi trơn.
Nguyên lý hoạt động của phương pháp bôi trơn này khá đơn giản nhưng lại được đánh giá là kém an toàn vì khó kiểm soát lượng dầu cần thiết Muội than bị đốt cháy trong quá trình hoạt động sẽ bám lên pittông, làm giảm khả năng thoát nhiệt, gây nên hiện tượng bugi đoản mạch do động cơ quá nóng Ngoài ra, nếu lượng dầu và nhiên liệu pha ít hơn sẽ làm giảm khả năng bôi trơn, dẫn đến pittông bị kẹt trong xilanh.
Nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn
Nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn là sự lưu thông tuần hoàn của dầu bôi trơn trong hệ thống, động cơ hoạt động dầu ở đáy các te được hút thông qua phao dầu đến các bầu lọc thô, bầu lọc tinh rồi đi đến các ống lỗ dẫn dầu Từ đó bôi trơn cho cổ trục cam trục đòn mở và bạc cổ trục chính qua các ống dẫn dầu nhánh Dầu từ trong trục khuỷu rỗng sẽ chảy đến bạc đầu to thanh truyền và các cổ trục khác của trục khuỷu Bên cạnh đó dầu di chuyển qua các lỗ và rãnh nhỏ trên thanh truyền bôi trơn cho chốt pitton
Ngoài ra có một số động cơ có các lỗ khaon phun dầu trong đầu to của thành truyền và được đặt nghiêng so với đường tâm của thanh truyền một góc 40-45 độ Dầu sẽ được phun hoặc văng té để bôi trơn cho thành xi lanh, cam và con đội khi mà lỗ phun dầu thông hoặc trùng với lỗ dầu ở cổ biên Kết thúc quá trình bôi trơn dầu sẽ chảy về đáy các te để tiếp tục chu trình bôi trơn tiếp theo.
Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn
Bơm nhớt trong hệ thông bôi trơn
Bơm Piston
Bơm piston sử dụng một hoặc nhiều piston di chuyển đẩy chất lỏng qua ống hút và ống đẩy Các piston này được điều khiển bởi một bộ phận cơ khí hoặc điện tử Bơm piston thường được sử dụng trong các hệ thống bôi trơn có áp suất và lưu lượng cao Nó cũng thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu mức độ chính xác cao.
Bơm piston trong hệ thống bôi trơn được sử dụng để cung cấp chất bôi trơn, như dầu hoặc mỡ, đến các bộ phận chuyển động trong máy móc Bơm piston hoạt động bằng cách sử dụng các piston (pít tông) để tạo ra áp lực và di chuyển chất bôi trơn từ bình chứa đến các bộ phận chuyển động. Đây là loại bơm có piston chuyển động tịnh tiến trong xilanh để hút và đẩy chất lỏng Nếu bơm piston được kéo bởi một động cơ, thì chuyển động quay của trục động cơ được biến đổi thành chuyển động tịnh tiến của piston trong xilanh.
Trong hệ thống bôi trơn, bơm piston thường được sử dụng để cung cấp dầu hoặc mỡ đến các vòng bi, bạc đạn, van, piston và các bộ phận khác cần đựng mỡ hoặc dầu
Bơm piston có thể được điều khiển bằng tay hoặc bằng cơ cấu điều khiển tự động, như một bộ điều khiển đơn giản hoặc một hệ thống điều khiển thông minh, tùy thuộc vào yêu cầu. Để bôi trơn các xi lanh công tác của động cơ có số vòng quay trung bình cần phải sử dụng bơm nhiều piston (có thể đến 16 piston) các bơm này có thể tạo được áp suất 6+10 Mpa Số điểm cấp đến xilanh động cơ có thể 4+10 điểm Khi cấp thì một lượng dầu nhất định được đưa đến phần gương của xilanh vào một thởi điểm nhất định khi áp suất dư nhỏ 0,3+0,5 Mpa.
Các đặc tính của bơm piston bao gồm khả năng tạo ra áp lực cao và lưu lượng lớn, độ bền và độ tin cậy cao, và dễ bảo trì Tuy nhiên, nó có chi phí đầu tư ban đầu cao hơn so với một số loại bơm khác và có thể có tiếng ồn lớn hơn Để tăng cường hiệu suất của hệ thống bôi trơn, các loại bơm khác như bơm gear và bơm vít cũng có thể được sử dụng kế hoạch.
Hình 1.8 Bơm Piston dùng làm bơm tay
1.Trục dẫn động ngang; 2 Ống dẫn dầu công tác; 3 Ống dẫn dầu kiểm tra; 4 Bộ phân phối ; 5. Piston; 6 và 7 Đệm định dạng của cơ cấu dẫn động của bộ phân phối và các piston tương ứng; 8. Van hút; 9 Trục dẫn động ác đĩa đệm piston và các bộ phân phối; 10 Bánh xe trục vít. Trong trường hợp nhiều bơm cùng làm việc trong một hệ thống,biên độ dao động của áp suất trong hệ thống có thể tăng lên rất lớn vì cộng hưởng Ngoài ra dao động của áp suất và lưu lượng của bơm còn ảnh hưởng xấu đến chất lượng làm việc của hệ thống thuỷ lực Vì nhược điểm cơ bản này mà bơm piston có hệ số không đều về lưu lượng lớn, không liên tục,do đó nó không được sử dụng trong các hệ thống truyền động thuỷ lực hoặc hệ thống điều khiển đòi hỏi độ chính xác cao.
Người ta sẽ phân bơm piston thủy lực thành 2 loại chính đó là: bơm piston hướng kính và hướng trục.
- Bơm piston hướng kính (Hướng tâm)
Bơm piston hướng kính hay còn gọi là bơm hướng tâm là một thiết bị cũng được sử dụng phổ biến tại Việt Nam Đặc điểm của nó là các piston trong bơm đều chuyển động hướng tâm với trục quay của rotor.
Lưu lượng của bơm này sẽ phụ thuộc vào số lượng piston
Có một điều mà chúng tôi muốn lưu ý với khách hàng đó là bơm thủy lực piston hướng kính cấu trúc phức tạp nên chế tạo khó khăn, kích thước lớn nên khi di chuyển khá cồng kềnh.
Cấu tạo của loại bơm này gồm các bộ phận như: Phanh hãm phớt làm kín, piston, rotor, stator, buli khớp nối, vòng bi vành nổi, vành nổi, vòng bi đỡ trục, bệ trượt, vành trượt điều khiển vành nổi, vỏ bơm, nắp bơm, trục bơm, đường dẫn dầu, đường xả dầu, trục phân phối dầu, phớt làm kín cổ trục bơm, cần điều khiển độ lệch tâm.
Hình 1.9 Bơm piston hướng tâm
Do cấu tạo bơm có vành nổi và rotor bị lệch 1 khoảng nhất định nên khi rotor quay sẽ kéo theo piston vừa chuyển động tịnh tiến trong xi lanh vừa quay theo rotor.
+ Quá trình hút: Các piston sẽ dịch chuyển hướng ra khỏi tâm rotor ở vị trí cung phía trên Lúc này, thể tích xi lanh tăng nhưng áp suất lại giảm Dầu sẽ được hút đi qua trục phân phối ở tâm rotor đến các lỗ dẫn dầu và đi vào bên trong xi lanh.
+ Quá trình đẩy: Các piston sẽ dịch chuyển về cung phía dưới thì bị các vành nổi ép piston chuyển động hướng tâm Lúc này, trên trục phân phối sẽ có đường dầu nên dầu sẽ được đẩy vào đó rồi dẫn ra ngoài thông qua ống phân phối.
- Bơm piston hướng trục Đặc điểm của loại bơm thủy lực piston hướng trục đó là: Các piston sẽ được bố trí đặt song song với trục quay của bơm Chúng được truyền động thông qua đĩa nghiêng hoặc khớp Các piston sẽ tỳ sát vào đĩa nghiêng nên chúng sẽ đồng thời vừa chuyển động quay của rotor vừa chuyển động tịnh tiến piston.
Cấu tạo bơm piston hướng trục gồm có các bộ phận như: Lò xo, piston, rotor, vỏ bơm, nắp cố định, đĩa nghiêng, gờ ngăn, đĩa phân phối có 2 khoang chứa dầu thiết kế hình bán nguyệt.
Hình 1.10 Bơm piston hướng trục
Nếu so với bơm piston hướng kính thì bơm hướng trục có kích thước nhỏ hơn khoảng 2 lần dù có cùng thông số áp hay lưu lượng Trong thiết kế bơm, khoang đẩy và khoang hút dạng hình bán nguyệt được bố trí riêng biệt nhau trên đĩa van Người ta có thể chế tạo van với kích thước lớn hơn để nâng cao số vòng quay cũng tăng lưu lượng mà không làm tăng kích thước chung của bơm.
Bơm trục vít
Bơm trục vít là một loại bơm công nghiệp mà tên tiếng Anh của nó là Screw pump. Một số nơi người ta gọi là bơm ruột gà hay bơm đuôi chuột bởi vì trong cấu tạo của nó có
1 trục vít xoắn Đối với loại trục xoắn thì nó còn có tên gọi tiếng Anh khác là Progressive cavity pump.
Bơm trục vít trong hệ thống bôi trơn là một loại bơm được sử dụng để cung cấp dầu hoặc chất bôi trơn cho các bộ phận chuyển động trong các thiết bị cơ khí, như động cơ, hộp số, trục và vòng bi.
Loại bơm này sẽ không giống với các loại bơm như: piston, bơm nhông, bơm lá Nó hoạt động mô phỏng lại sự vặn xoắn của 1 con ốc vít.
Máy bơm này được trang bị các vít chủ động, vít bị động nối với nhau và quay trong 1 ống lót hoặc 1 khoang hình trụ Dầu sẽ đi vào từ cửa hút của bơm và dịch chuyển tuyến tính theo dọc trục vít đến cửa xả của bơm Do kết cấu của nó kín, khe hở giữa ống lót và trục vít nhỏ nên chất lỏng sẽ tăng áp lực khi di chuyển qua máy bơm.
Mỗi hệ thống khác nhau thì việc chọn model bơm cũng sẽ không giống nhau về công suất, lưu lượng cũng như kích thước.
Hình 1.14 Máy bơm trục vít Đặc điểm kết cấu của bơm trục vít là có khả năng cung cấp dầu hoặc chất bôi trơn với lưu lượng lớn và áp suất cao, đồng thời giảm thiểu sự cố và tiết kiệm năng lượng Nó thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và máy móc có nhu cầu bôi trơn liên tục và đáng tin cậy.
Mômen quán tính nhỏ nhất so với tất cả các loại máy thuỷ lực thể tích khác có cùng công suất Do đó máy làm việc có độ nhạy cao Bộ phận làm việc chủ yếu của máy thuỷ lực trục vít gồm có 2 hoặc 3 trục vít ăn khớp với nhau đặt trong vỏ máy cố định có lõi dẫn chất lỗng vảo và ra Khe hở giữa các trục vít và vỏ máy rất nhỏ Trục vít thường có một hoặc hai mối ren và biên dạng ren thưởng có ba loại : Ren hình chữ nhật,hình thang và xiclôit.
Trục vít chủ động I ăn khớp với trục vít bị động 2, thân bơm có hai lần vỏ để tản nhiệt được tốt hơn Các trục vít được định vị bằng các ổ trục đặt trong vỏ bơm vỏ bơm có họng hút a và bọng đẩy b.
Cấu tạo của bơm trục vít:
- Bơm trục vít dạng xoắn
Loại bơm dạng xoắn có tên tiếng Anh là progressing cavity Nó được thiết kế tiêu chuẩn với các bộ phận và chi tiết sau:
Bộ phận này hay còn gọi là rotor Nó là bộ phận cứng cáp nhất, cũng là bộ phận đặc biệt và có vai trò quan trọng Nó thường sẽ được làm bằng thép mạ, thép không gỉ và được sơn phun 1 lớp để chống oxy hóa Trục không trơn thẳng như các loại bơm khác mà sẽ ở dạng xoắn Trục và vít tải sẽ được kết nối với nhau 1 cách chặt chẽ, nhờ vậy mà bơm có thể hút đẩy được chất có thành phần rắn cao.
Một số nơi gọi là buồng bơm, chính là lớp vỏ bên ngoài của bơm vít Để bơm có thể làm việc trong môi trường khắc nghiệt thì lớp vỏ cần có độ dày, cứng cáp được làm từ thép loại không rỉ hoặc thép mạ Thân bơm dạng hình ống trụ, dài nhưng vẫn đảm bảo nhỏ gọn, đơn giản.
Bộ phận này sẽ giúp giảm bớt các ma sát trong bơm Nếu so sánh với các chi tiết khác trong bơm thì nó khá quan trọng Người ta thường sử dụng vật liệu cao su PTFE để sản xuất nó có dạng xoắn Với các tính năng, mềm, dẻo, chịu ma sát cao sẽ giúp nó bền bỉ hơn.
Chức năng chính của bộ phận này đó là làm giảm tốc độ và giúp bơm có thể làm việc êm ái mà vẫn đảm bảo hiệu quả.
Những bộ phận cung cấp nguồn điện ổn định, không ngắt quãng như: tủ điện, máy phát điện, motor bơm sẽ giúp duy trì bơm làm việc.
Bộ phận này được gắn ở phía đầu của động cơ và nằm trên thân của bơm Chất liệu sản xuất vật này thường là thép hay thép không rỉ Nhiệm vụ của nó là giải nhiệt dòng lưu chất trong bơm, làm mát động cơ và các thiết bị có liên quan trong quá trình hoạt động.
Một số bộ phận khác
Phụ kiện tuy bé nhỏ nhưng nếu thiếu nó thì sẽ ảnh hưởng rất nhiều: Cổng vào, van, cổng ra, gioăng phớt làm kín…
Hình 1.15 Cấu tạo bơm trục vít dạng xoắn
Còn có tên gọi là máy bơm trục vít đôi Nó chính là loại bổ biến nhất trong các loại bơm trục vít Tiêu biểu ứng dụng của nó à bơm dầu trên đường ống dẫn Một vít của bơm sẽ được dẫn động bằng động cơ có nguồn điện Sau đó, nó kéo theo vít thứ 2 quay thông qua 1 bánh răng liên kết 2 trục với nhau.
Cấu tạo của nó gồm các bộ phận cơ bản như sau: Trục vít bị động, trục vít chủ động, đầu hút lưu chất vào, đầu xả lưu chất, cặp bánh răng kim loại ăn khớp ở hai đầu trục vít, thân bơm hay còn gọi là buồng bơm.
Hình 1.16 Cấu tạo bơm trục vít 2 trục
- Bơm trục vít 3 trục Để dùng cho các ứng dụng nhỏ thì người ta sẽ sử dụng bơm trục vít 3 trục Loại thiết bị này thường dùng cho hệ thống bôi bơn, phun sơn… Một trong 3 trục vít sẽ được dẫn động bởi nguồn điện được cung cấp motor Hai trục vít còn lại sau đó được quay thì không cần phải sử dụng bánh răng.
Bộ phận của bơm này gồm có: Đầu vào lưu chất, đầu ra lưu chất, thân bơm, trục vít chủ động, trục vít bị động số 1, trục vít bị động số 2.
Hình 1.17 Cấu tạo bơm trục vít 3 trục
Nguyên lý làm việc bơm trục vít
Tất cả các máy bơm trục vít sẽ đều theo 1 nguyên lý đơn giản: Xoay trục vít của bơm.
Những chất lỏng đi vào bơm sẽ được định hướng di chuyển sao cho dọc theo ren trục vít, từ phía hút đi sang phía ả Do bên trong bơm có khe hở rất nhỏ nên hiệu suất thể tích bơm cao, cho dù là chất lỏng nhớt.
Bơm màng
Máy bơm màng là một dạng máy bơm thể tích Máy bơm này hoạt động bằng chuyển động qua lại của màng bằng cao su, Teflon,…và van, tích hợp trên bất kỳ mặt nào của màng ngăn để đẩy chất lỏng.
Các máy bơm này được sử dụng rộng rãi để xử lý nhiều loại chất lỏng trong nhiều ngành công nghiệp Bơm màng có thể đẩy chất lỏng có độ nhớt cao, thấp hoặc trung bình.
Chúng cũng có thể được sử dụng để xử lý nhiều hóa chất mạnh như axit vì chúng được lắp ráp với nhiều loại màng bơm và vật liệu buồng bơm thích hợp.
Trong các tài liệu tiếng Anh, bơm màng được gọi là diaphragm pump Diaphragm pump là một dòng bơm có ứng dụng cực nhiều trong các ngành thực phẩm, hoá chất, dược phẩm…trên thế giới
Máy bơm màng có 2 loại bao gồm bơm màng điện và bơm màng khí nén trong đó máy bơm màng khí nén là một loại máy bơm công nghiệp, sử dụng áp lực của khí nén tác động lên màng bơm, truyền áp lực cho chất bơm để bơm truyền các chất đi Máy bơm màng điện hoạt động nhờ chuyển động của một motor điện từ đó tạo ra sự chuyển động qua lại và liên tục của màng.
Quan sát hình ảnh chúng ta dễ thấy rằng chúng có cấu tạo gồm các bộ phận chính như sau:
Màng bơm: Thường có cấu tạo từ cao su, PTFE, TEFLON…Chúng là bộ phận chuyển động chính để dịch chuyển luồng môi chất.
Cổng input/ output: Là cổng cấp môi chất và cổng cho luồng môi chất đi ra khỏi bơm.
Buồng bơm, hay còn gọi là thân bơm: Là lớp vỏ bảo vệ cơ cấu bên trong.
Van bi: Có nhiệm vụ đóng mở cửa van cho luồng môi chất di chuyển.
Bộ phận cấp khí nén: Nhiệm vụ chính để tác động lên màng bơm, làm cho màng bơm hoạt động.
Máy bơm màng hoạt động trên nguyên lý hút đẩy chất lỏng dựa trên chuyển động qua lại giữa 2 màng bơm, đó cũng là lý do tại sao dòng bơm này được gọi là máy bơm màng, và cũng chính vì vậy chúng ta có thể biết màng bơm chính là bộ phận quan trọng nhất của máy bơm màng.
Khi hoạt động, máy bơm màng sử dụng 2 màng bơm bên trái và bên phải, khi màng bơm bên trái đẩy chất lỏng bơm đi, màng bơm bên phải hút chất lỏng vào buồng chứa, khi màng bơm bên phải chứa chất lỏng bơm đi, màng bơm bên trái hút chất lỏng vào buồn chứa Vai trò của hai màng bơm được thay đổi liên tục cho nhau giúp chất lỏng được truyền đi đều đặn. Đầu tiên: Không khí được nén, đưa vào buồng trái nhằm tạo áp lực đẩy màng bơm bên trái hướng ra ngoài, lúc đó màng bơm sẽ đẩy chất lỏng truyền đi.
Tiếp theo: màng bơm bên phải được di chuyển qua bên trái, tạo áp lực để chất lỏng được hút vào buồng chứa chuẩn bị cho chu trình bơm chất lỏng đi tiếp theo của màng bơm bên trái.
Chu trình tiếp theo: Ngược lại với chu trình đầu tiên Không khí được nén, đưa vào buồng phải nhằm tạo áp lực đẩy màng bơm bên phải hướng ra ngoài, lúc đó màng bơm sẽ đẩy chất lỏng truyền đi.
Tiếp theo: màng bơm bên trái được di chuyển qua bên phải, tạo áp lực để chất lỏng được hút vào buồng chứa chuẩn bị cho chu trình bơm chất lỏng đi tiếp theo của màng bơm bên phải.
Hai chu trình bơm được thực hiện liên tục và đều đặn cho đến khi máy bơm màng ngừng hoạt động.
Máy bơm màng có khả năng tự mồi cao, vì vậy sử dụng bơm màng dễ dàng, không cần mồi cao, tiết kiệm chi phí và nhân công.
Hình 1.23 Nguyên lý bơm màng
Thường thì bơm màng ở Việt Nam được biết đến nhiều nhất chính là bơm màng khí nén Nhưng trên thực tế, bơm màng gồm các loại như:
Bơm màng khí nén Đây là sự lựa chọn hàng đầu của dòng máy bơm màng Máy bơm màng khí nén có hai buồng và van đầu vào – đầu ra ở mỗi buồng bơm Do đó, nguồn cấp khí trong các máy bơm màng này có thể di chuyển từ buồng này sang buồng khác bằng cách sử dụng thiết bị điều khiển có sẵn trong máy bơm Khí nén tuần hoàn chuyển dịch từ buồng này sang buồng bơm khác, sẽ đẩy môi chất ra khỏi buồng bơm và đi vào đường ống xả Đồng thời bơm đầy môi chất vào buồng kia Bạn có thể điều chỉnh lưu lượng của máy bơm bằng cách điều chỉnh áp suất khí của nó.
Máy bơm màng cơ khí
Chúng được vận hành bằng cách sử dụng một liên kết cơ học chuyển động dứt khoát và đơn giản, sẽ được gắn trực tiếp vào màng bơm của máy bơm Máy bơm cơ học thường có cơ cấu bánh răng hoặc tay quay sẽ chuyển đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của liên kết Lưu lượng của máy bơm màng cơ học sẽ được thay đổi bằng cách điều chỉnh tốc độ hoặc chiều dài hành trình tay đòn của máy bơm Nói chung, các máy bơm này giống với máy bơm pít-tông và máy bơm piston.
Hình 1.24 Các loại bơm màng khí nén
Chúng có hai mặt đối lập của màng ngăn với một mặt chứa chất lỏng thủy lực trung gian, mặt kia chứa môi chất cần dịch chuyển Môi chất sẽ được tạo áp suất bằng một pít- tông tác động lên màng bơm Máy bơm màng thủy lực hoạt động giống như máy bơm cơ học, nhưng chất lỏng sẽ tiếp xúc với màng bơm thay vì cánh tay đòn Chúng ta có thể điều chỉnh lưu lượng của máy bơm bằng cách thay đổi tốc độ hoặc lượng chất lỏng thủy lực.
Chúng bao gồm một động cơ điện điều chỉnh một nam châm điện từ Khi máy bơm màng điện từ được kích hoạt, bộ điện từ tạo ra một lực từ tính sẽ tương tác với phần kim loại sắt từ của màng bơm và tạo ra hoạt động của màng bơm Do đó môi chất bị tác động và dịch chuyển tạo thành dòng chảy liên tục qua buồng bơm Thay đổi tốc độ của màng bơm sẽ điều chỉnh được lưu lượng của bơm điện từ. Ưu điểm của máy bơm màng
Với sự đa dạng về chủng loại bơm màng Chúng có thể được sử dụng trong nhiều hoàn cảnh và môi trường khác nhau Nhưng nhìn chung khả năng và nguyên lý hoạt động của chúng là tương đương nhau, với các ưu điểm như:
Ít xảy ra hỏng hóc
Bơm bánh răng
Bơm thủy lực là thiết bị quan trọng trong hệ thống vận hành bằng dầu, nhớt và các loại chất thủy lực Nó là trái tim của cả một hệ thống Nếu bơm hỏng sẽ dẫn đến hệ thống không hoạt động được, ảnh hưởng đến năng suất công việc.
Hình 1.26 Máy bơm bánh răng
Có 3 loại bơm thủy lực được sử dụng nhiều hiện nay: Bơm bánh răng, bơm cánh gạt, bơm piston Tùy vào từng yêu cầu lắp đặt, công suất, lưu lượng mà khách hàng có thể lựa chọn để lắp đặt cho bộ nguồn, hệ thống một cách phù hợp nhất.
Bơm bánh răng hay còn được gọi với tên khác là bơm nhông, đây là loại bơm phổ biến nhất Ta có thể bắt gặp thiết bị này trong bất kỳ các hệ thống thủy lực từ lớn đến nhỏ, quy mô từ đơn giản đến phức tạp trong công nghiệp, thủ công nghiệp và các máy móc phục vụ đời sống.
Chức năng của bơm nhông đó là hút dầu, nhớt hay bất kỳ chất lỏng thủy lực nào từ thùng chứa hay bồn, đẩy chúng đi vào đường ống dẫn để đi đến cung cấp cho các thiết bị của hệ thống như: xi lanh, van dầu, lọc dầu…thực hiện nhiệm vụ công tác.
Tên gọi của nó cũng đã cung cấp cho chúng ta ít nhiều thông tin Bơm hoạt động nhờ vào các bánh răng bên trong ăn khớp với nhau.
So với hai loại bơm còn lại thì bơm bánh răng phù hợp với lưu chất là hóa chất hơn cả Bơm có khả năng hút, đẩy các hóa chất có độ nhớt cao, đặc thù như: mật ong, nhớt, dầu DO, dầu FO, HCL, khoáng chất, xăng, mực, sơn…
Nguyên lý hoạt động của bơm bánh răng
Trong các loại bơm định vị cực dương thì bơm nhông phổ biến hơn cả Cấu tạo của bơm bánh răng thông thường sẽ có những bộ phận như: bánh răng chủ động, bánh răng bị động, vỏ bơm, trục bơm, đường cấp dầu, đường thoát dầu, phớt… Khi cần tăng lưu lượng bơm lên thì người ta chọn những bơm có nhiều bánh răng ăn khớp hơn. Đặc biệt khi chú ý, khách hàng sẽ thấy trên bánh răng có các rãnh hình dạng chữ V hoặc nón Rãnh này sẽ giúp vận chuyển dầu.
Máy bơm dầu bánh răng được thiết kế để hoạt động theo một nguyên lý nhất định đó là: Dẫn nén chất lỏng Quá trình hoạt động của bơm được chia làm 2 phần đó là: Quá trình hút và quá trình đẩy.
Hình 1.27 Nguyên lý hoạt động của bơm bánh răng
Các bánh răng chủ động, bị động sẽ được kết nối với trục quay của bơm Khi bơm được đấu nối với động cơ và nguồn điện, trục quay làm bánh răng chủ động quay và kéo theo bánh răng bị động quay.
Tại các rãnh nón hay rãnh V, dầu sẽ được chứa ở đó sẽ được vận chuyển từ buồng hút đến buồng đẩy theo vòng tròn của vỏ bơm Ở khoang đẩy, sự chênh lệch áp suất sẽ diễn ra và dòng lưu chất sẽ được đẩy ra ngoài đi vào đường ống dẫn Như vậy là chu kỳ của bơm kết thúc Tương tự thì các chu trình tiếp theo của bơm sẽ diễn ra cho đến khi bơm ngừng hoạt động.
Dòng lưu lượng bơm của chất lỏng sẽ tính bằng kích thước của buồng bơm, tốc độ số vòng trên phút và dòng chảy ngược.
Thông thường, trong hệ thống thủy lực chúng ta sẽ thường thấy van giảm áp và bơm được lắp cùng nhau Điều này giúp bảo vệ bơm khi có sự tích tụ áp suất.
Cũng giống như các thiết bị khác, bơm được phân chia thành các loại bơm nhông khác nhau Việc này sẽ giúp khách hàng có thể thuận lợi lựa chọn một bơm đúng với yêu cầu:
Theo sự ăn khớp của các bánh răng thì có
+ Bơm bánh răng ăn khớp trong
+ Bơm bánh răng ăn khớp ngoài Đây là hai loại bơm bánh răng được nhiều người biết đến nhất Dù là bơm ăn khớp ngoài hay ăn khớp trong thì đều tạo ra một lưu lượng chất lỏng ổn định để đẩy vào đường ống.
Bơm bánh răng ăn khớp trong
Cấu tạo bơm bánh răng ăn khớp trong
Cấu tạo bơm bánh răng ăn khớp trong bao gồm: trục, bánh răng chủ động, bánh răng bị động, vỏ bơm, chốt, nắp, phớt…
Hình 1.28 Bơm bánh răng ăn khớp trong Ở loại bơm bánh răng ăn khớp trong thì các bánh răng bị động, chủ động được đặt lệch tâm nhau Khi trục bơm quay, bánh răng chủ động kéo bánh răng bị động của bơm quay cùng chiều trong Stator Khoang hút và khoang đẩy của bơm này được ngăn cách nhau bằng lưới chắn.
Khi đó dầu chứa ở các rãnh bánh răng, theo chiều quay của bơm sẽ đi từ khoang hút đến khoang đẩy.
Hình 1.29 Chiều quay của bơm sẽ đi từ khoang hút đến khoang đẩy Ưu điểm bơm nhông ăn khớp trong
Loại bơm thủy lực bánh răng ăn khớp trong có rất nhiều ưu điểm nổi bật, đó là: + Bơm có kích thước nhỏ bé nên việc di chuyển và lắp đặt trong những không gian chật hẹp, các dây chuyền máy móc được thuận tiện.
+ Bơm bánh răng ăn khớp trong là sự lựa chọn số 1 nếu cần bơm và hút chất lỏng siêu đặc, siêu nhớt như: thủy tinh nóng chảy, socola, cao su…
NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CON ĐỘI THUỶ LỰC
Tổng quan về con đội thuỷ lực
Con đội thủy lực hay còn có tên gọi khác là kích thủy lực là thiết bị có tác dụng nâng hạ vật nặng từ hàng chục đến hàng trăm tấn Thiết bị này được sử dụng nhiều trong các công xưởng hay gara sửa chữa ô tô… Đây chính là công cụ hữu dụng và quen thuộc trong ngành sửa chữa sản xuất cơ khí và sửa chữa ô tô,… Nhưng để hiểu rõ về khái niệm, nguyên lý hoạt động, cũng như vai trò của con đội trong các chuyên ngành sửa chữa ô tô thì không phải ai cũng nắm rõ.
Khi chưa có chúng thì các công việc nâng đỡ những vật có trọng tải nặng, cồng kềnh gặp rất nhiều khó khăn, tuy nhiên khi con đội thủy lực ra đời con người đã lựa chọn như một giải pháp tối ưu để nâng hạ các vật nặng một cách đơn giản chỉ với một lực nâng nhỏ.
Hình 2.1 Con đội thuỷ lực
Cấu tạo của con đội thuỷ lực
Con đội thủy lực bao gồm các bộ phận: Van, khóa, bình chứa chất lỏng thủy lực, piston 1, piston 2 Trong đó chất lỏng thủy lực được sử dụng trong kích là dầu.
Cấu tạo của con đội thủy lực bao gồm: Thân con đội, đầu con đội, lỗ đầu, đế ống, bi, van và khoang dầu.
Nó là loại nhỏ hay loại lớn thì đều được thiết kế một cách đơn giản, gọn nhẹ Bên cạnh đó nó không bị oxi hóa hay ăn mòn do các điều kiện thời tiết, môi trường, bụi bẩn….
Hình 2.2 Cấu tạo của con đội thuỷ lực
Nguyên lý hoạt động của con đội thuỷ lực
Cũng giống như cấu tạo, nguyên lý vận hành của kích thuỷ lực cũng tương đối đơn giản, gần giống với cơ chế của một khẩu súng nước Khi chúng ta dùng tay bóp cò của súng thì dòng nước bên trong súng sẽ chảy ngược lại, khi đó chúgn ta đã tạo ra một lực đẩy Dựa trên nguyên lý hoạt động này thì kích thuỷ lực chính là sự phóng đại nhiều lần của súng nước.
Nguyên lý kích thuỷ lực cụ thể như sau:
- Nguyên lý khi đẩy lên: Piston thứ 2 của thiết bị sẽ di chuyển 1 đoạn (gọi là L1) xuống phía dưới thì van số 3 lúc này sẽ đóng lại một cách nhanh chóng Khi van số 3 đã đóng lại, dầu có trong bình công tác sẽ di chuyển vào bên trong xi lanh và đi qua van 1 chiều số 4 Sau đó piston số 2 sẽ đẩy lên phía trước đoạn (gọi là L2).
-Nguyên lý khi hạ xuống: Lúc này piston 1 của thiết bị sẽ di chuyển lên phía trên một đoạn (L1), van một chiều số 4 sẽ đóng lại ngay lập tức Sau đó piston số 2 sẽ được hạ xuống một đoạn (L2).
- Một số tình huống buộc phải hạ piston số 2 và vật được nâng xuống để phục vụ cho công việc thì người dùng chỉ cần tiến hành hạ khoá số 5 của kích thuỷ lực để thông bình chứa chất lỏng công tác và xilanh là được.
Hình 2.3 Nguyên lý hoạt động của con đội thuỷ lực
Các loại con đội thuỷ lực phổ biến
Con đội thủy lực được phân chia thành 2 loại khác nhau là: con đội thủy lực theo tải trọng và con đội thủy lực theo chiều nâng.
- Con đội thủy lực theo tải trọng:
Con đội thủy lực 5 tấn: có trọng lượng từ 3 – 5kg, được sử dụng nâng các vật nặng có trọng tải từ 5 tấn trở xuống.
Con đội thủy lực 2 tấn: trong lượng của con đội chỉ từ 2 – 3kg, được sử dụng để nâng các vật nặng có trọng lượng từ 2 tấn trở xuống.
Con đội thủy lực 10 tấn: có thể nâng được vật nặng có trọng tải tối đa 10 tấn với quãng đường nâng là 150mm.
Con đội thủy lực 20 tấn: Có tải trọng tối đa 20 tấn, quãng đường nâng từ 200 – 500 mm.
Con đội thủy lực 30 tấn: có tải trọng đối ta 30 tấn, quãng đường nâng từ 300 – 500 mm.
Trên đây là những thiết bị con đội thủy lực theo tải trọng phổ biến, được sử dụng nhiều Ngoài ra còn có con độ thủy tải trọng 1 tấn, 4 tấn hay 100 tấn, 500 tấn.
- Con đội thủy lực theo chiều nâng.
Con đội thủy lực 1 chiều: sử dụng để nâng hạ các vật nặng theo chiều đứng.
Con đội thủy lực 2 chiều: hoạt động theo 2 chiều hay còn có tên gọi là con đội thủy lực nằm ngang.
Hình 2.4 Con đội thuỷ lực
Ứng dụng của con đội thuỷ lực trong các lĩnh vực
Chúng được lắp đặt vào hệ thống dây chuyền, sản xuất được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như:
- Kích nâng, cân chỉnh lắp ráp các thiết bị.
- Nâng hạ trong sửa chữa xe ô tô.
- Thay thế các cum chi tiết máy móc, thiết bị.
- Nâng hạ giàn khoan, kích cầu đường, thay thế gối cầu khi gặp trục trặc.
Cách sử dụng con đội thuỷ lực đạt hiệu quả cao nhất
- Kiểm tra vít xả xem đã được vặn chặt hay chưa Vặn chặt vít xả theo chiều kim đồng hồ, nếu vít xả chưa được vặn chặt, khi tiến hành kích sẽ không lên hoặc không chiệu được tải
- Nhấn vào van cấp khí để tiến hành nâng kích, nhả van cấp khí khi muốn dừng kích.
- Tiến hành thao tác với các máy móc thiệt bị đã được kê kích Nếu thời gian thao tác dài, hãy sử dụng vật kê để kê thay kích, sauđó nhấc kích ra trong quá trình sửa chữa.
- Khi sửa chữa xong kê lại kích và đưa mễ kê ra trước khi hạ xuống.
- Sau khi thao tác xong, tiến hành hạ kích bằng cách dùng tay công đi kèm kích để vặn xả từ từ ngược chiều kim đồng hồ đảm bảo máy móc, thiết bị được hạ xuống một cách từ từ, an toàn Nếu vặn xả nhanh sẽ khiến kích tụt xuống đột ngột dưới tải trọng nặng của vật đang kích, có khả năng hỏng kích và sập kích gây nguy hiểm cho người sửa dụng.
- Sau khi cần xi lanh đã được thu lại hết, tiến hành vặn chặt xả lại.
Ưu điểm
Con đội thuỷ lực có nhiều ưu điểm so với các loại động cơ khác, bao gồm:
- Hiệu suất cao: Con đội thuỷ lực có hiệu suất cao hơn so với động cơ điện hoặc động cơ đốt trong, đặc biệt là trong các ứng dụng có tính chất tải nặng và tốc độ chậm.
- Độ tin cậy cao: Vì không có bộ phận chuyển động nhiều, con đội thuỷ lực ít bị hỏng hơn so với các loại động cơ khác.
- Hoạt động ở môi trường khắc nghiệt: Con đội thuỷ lực có thể hoạt động ở nhiệt độ cao hoặc thấp, và có thể chịu được môi trường ẩm ướt, bẩn, bụi, độ ăn mòn cao.
- Dễ dàng bảo trì và sửa chữa: Con đội thuỷ lực có thiết kế đơn giản và các bộ phận có thể thay thế dễ dàng Điều này giúp đơn giản hóa quá trình bảo trì và sửa chữa, giảm thiểu thời gian dừng máy và giảm chi phí bảo trì.
- Điều khiển chính xác: Con đội thuỷ lực có thể được điều khiển chính xác và dễ dàng theo dõi thông qua các van điều khiển, các cảm biến và thiết bị điều khiển khác Điều này cho phép các ứng dụng của nó trở nên chính xác và an toàn hơn.
- Tay bơm thường được tích hợp cùng công cụ, chính vì vậy bạn sẽ tiết kiệm được một khoảng đầu tư cho bơm rời.
- Giá thành rẻ với nhiều phân khúc để lựa chọn
- Nhiều trọng tải khác nhau có thể lên đến vài tấn.
Tuy nhiên, con đội thuỷ lực cũng có một số nhược điểm, bao gồm tiếng ồn cao, khó kiểm soát tốc độ và khó đạt được hiệu suất cao khi hoạt động ở tốc độ cao.
TÍNH TOÁN SỨC BỀN CỦA HỆ THỐNG BÔI TRƠN
Yêu cầu trong tính toán của hệ thống bôi trơn
3.1.1 Nhiệt độ của dầu bôi trơn
Như chúng ta đã biết, ngoài công dụng làm trơn các bề mặt ma sát để giảm tổn thất ma sát trong quá trình động cơ làm việc, dầu bôi trơn còn có một tác dụng khác rất quan trọng là làm mát các bề mặt này (đặt biệt là ổ trục) Dầu bôi trơn tải nhiệt lượng do ma sát sinh ra khỏi các bề mặt, nhằm bảo đảm nhiệt độ làm việc bình thường cho các bề mặt ma sát.
Trong quá trình tính toán để xác định nhiệt độ của dầu bôi trơn, cần phải đảm bảo những yêu cầu sau:
- Nhiệt lượng của động cơ truyền cho dầu bôi trơn phải cân bằng với nhiệt lượng do két làm mát dầu tản ra ngoài.
- Chênh lệch nhiệt độ của dầu trong két làm mát thường chọn bằng chênh lệch nhiệt độ của , khỏi động cơ.
Nhiệt độ trung bình của bôi trơn trong két thường vào khoảng (75 85)°C Nhiệt độ trung bình của không khí qua két làm mát trong điều kiện làm việc nặng có thể chọn bằng 45°C.
3.1.2 Lưu lượng dầu bôi trơn
Lượng dầu bôi trơn phụ thuộc vào số ổ trục và tổng diện tích ma sát Do dầu nhờn còn có nhiệm vụ làm mát ổ trục nên có thể xác định lượng dầu nhờn qua ổ trục bằng phương pháp tính toán nhiệt của ổ trượt Sau đó tổng hợp lại để tìm lưu lượng dầu nhờn cần cung cấp cho các mặt ma sát của động cơ.
Mặc khác cũng có thể tính lưu lượng dầu nhờn theo pương pháp tính cân bằng nhiệt động cơ Vì nhiệt lượng do dầu nhờn tải đi phụ thuộc rất nhiều vào trạng thái nhiệt của ổ trục, trạng thái nhiệt và trạng thái công suất của động cơ.
Theo số liệu thực nghiệm, đối với các loại động cơ đốt trong hiện nay, nhiệt lượng do dầu nhờn đem đi Q d thường chiếm khoảng 1,5 2% tổng nhiệt lượng do nhiên liệu cháy trong xylanh sinh ra Vì vậy có thể xác định Q d như sau :
Q d =(0,015 ÷ 0,020) Q r , (kcal/h) Nhiệt do nhiên liệu cháy sinh ra trong một giờ Q r xác định theo phương trình sau:
Trong đó: e – hiệu suất có ích của động cơ đốt trong.
Trong những loại động cơ dùng dầu nhờn làm mát đỉnh piston, có thể chọn Q d ≈
Từ đó có thể tính lưu lượng cần thiết của dầu bôi trơn cung cấp cho các mặt ma sát:
Trong đó: - mật độ dầu nhờn; p 0,85 (kg/l). c d - tỷ nhiệt của dầu nhờn.
Nếu làm mát đỉnh piston: V d (20 25) N e (1/h) Để đảm bảo cung cấp đủ lượng dầu nói trên, bơm dầu thường phải cung cấp lưu lượng lớn gấp vài lần Do đó, lưu lượng V b ' của bơm dầu có thể xác định như dưới đây:
- Đối với động cơ xăng:
- Đối với động cơ Diesel:
Trong hệ thống bôi trơn cácte khô, lưu lượng của các bơm hút ( V hu ) thường chọn lớn hơn lưu lượng của các bơm nén ( V bn ):
Nếu xét đến hiệu suất của bơm, lưu lượng lý thuyết của bơm dầu xác định theo công thức sau: b ' b b
Trong đó: b – hiệu suất cung cấp của bơm dầu.
- Đối với bơm bánh răng: b 0,7 0,8.
- Đối với bơm phiến trượt: b 0,8 0,9.
Căn cứ vào các thông số kích thước của bánh răng bơm dầu, có thể xác định lưu lượng dầu ( V b ) theo công thức sau:
Trong đó : d - đường kính vòng chia (mm).
H - chiều dày của bánh răng (mm). n b - vòng quay của bơm dầu (vg/ph) m - môđuyn của răng (mm).
Z -số răng. Đối với bơm phiến trượt: V b 0,12 Fbn b 10 ,(1/ ) 6 h
Trong đó: F - diện tích chứa dầu của bơm ( mm 2 ). b - chiều dài của phiến trượt (mm). n b -số vòng quay của bơm phiến trượt (vg/ph).
Xác định kích thước và công suất dẫn động bơm
3.2.1 Xác định kích thước bơm
Trong quá trình thiết kế bơm dầu, kích thước và tỷ số truyền được lựa chọn sao cho kích thước của bơm nhỏ gọn nhất mà vẫn bảo đảm được lưu lượng cần thiết và tốc độ quay vòng của bánh răng không vượt quá giới hạn cho phép (thường vào khoảng 6 8m/ s).
Kích thước của bơm ảnh hưởng trực tiếp đến lưu lượng và hiệu suất của bơm ( b ).
Nhưng hiệu suất của bơm lại thay đổi theo các thông số sau:
- Khe hở hướng kính và khe hở cạnh: khi tăng khe hở hướng kính và khe hở cạnh, do hiện tượng rò dầu từ khoang dầu cao áp sang khoang dầu thấp áp nên làm giảm hiệu suất bơm.
- Nhiệt độ của dầu vào: khi nhiệt độ của dầu còn thấp (nhỏ hơn 60°C), độ nhớt của dầu lớn nên khó điền đầy khe hở của các bánh răng (bơm bánh răng) Khi nhiệt độ dầu tăng lên, làm độ nhớt của dầu giảm nên dầu dễ rò về khoang áp suất thấp và hiệu suất bơm giảm.
-Tốc độ dẫn động bơm: khi tốc độ thấp (1200 vg/ph), do ảnh hưởng của rò dầu lớn nhất nên hiệu suất bơm giảm dần khi nhiệt độ tăng.
3.2.2 Công suất dẫn động của bơm
Công suất dẫn động bơm dầu có thể tính theo song thức sau :
Trong đó: m – hiệu suất cơ giới của bơm dầu nhờn.
Khi xét đến tổn thất ma sát và tổn thất thủy động: m 0,85 0,90.
V b – lưu lượng lý thuyết của bơm dầu (l/h). p dr và p dv – áp suất dầu ra và áp suất dầu vào bơm (kG/cm 2 ).
Tính toán lọc dầu
3.3.1 Tính toán bầu lọc thấm
3.3.1.1 Bầu lọc thấm dùng lõi lọc kim loại
Tính toán khả năng lọc của loại bầu lọc dùng lõi kim loại chủ yếu xác định khả năng thông qua của bầu lọc bằng hệ số tiêt diện thông qua K tp
-Hệ số tiết diện thông qua K tp được xác định theo công thức sau:
Trong đó: δ - khe hở lọc (mm). s - chiều dày của phiến lọc (mm) φ- góc chiếm chỗ của phiến gạt (độ)
Hình 3.1 Lõi lọc kim loại
Hệ số tiết diện thông qua của loại lọc thấm thường vào khoảng 0,280,32
- Tiết diện thông qua F tp của lõi lọc xác định theo công thức sau:
Trong đó: V b - lưu lượng của bơm dầu(1/ph)
Vd - tốc độ trung bình của dầu qua lọc (cm/s) Có thể chọn v d theo bảng 7.1
Bảng 7.1 Tốc độ trung bình của dầu nhờn qua lọc
,(cm/s) Lọc lưới 2,0 2,5 Lọc tấm phiến 612 Lọc dải định bình 918 -Diện tích lọc F cảu lõi lọc xác định theo công thức sau
-Chiều cao cảu lõi lọc h = πdd E , (cm) trong đó d- đường kính trung bình của lõi lọc (cm). d
3.3.1.2 Bầu lọc thấm dùng lõi lọc bằng dạ, bằng giấy
Tính toán loại lọc này rất khó vì thường không xác định được tiết diện thông qua một cách chính xác Vì vậy, khi thiết kế nên tham khảo kích thước của loại lọc tinh cảu động cơ có công suất tương đương Có thể căn cứ vào tổng dung tích công tác của động cơ để lựa chọn sơ bộ kích thước lõi lọc theo số liệu thống kê trong bảng 7.2.
Tính kiểm nghiệm khả năng lọc của bầu lọc theo công thức sau đây:
Trong đó: V 1 - lưu lượng dầu lọc (1/ph).
F- diện tích thông qua lý thuyết tính theo công thức: F= πddh
∆ p−¿độ chênh áp của bầu lọc(của áp suất dầu vào và ra)
∆ p= P dv – P dr , (kG/ cm 2 ) Thường có thể chọn :∆ p=1÷1,5¿)
C - hệ số lưu thông, theo số liệu thực nghiệm:
- Đối với các loại lõi lọc bằng hàng len, da, giấy thấm: C= 0,015.
- Đối với các loại lõi lọc bằng hàng sợi bông, lụa: C= 0,006.
Bảng 7.2 Kích thước lõi lọc
V h (1) Đường kính lõi lọc d (mm)
Chiều cao lõi lọc h (mm)
3.3.2 Tính toán bầu lọc ly tâm
Tính toán kiểm nghiệm bầu lọc ly tâm chủ yếu là xác định số vòng quay của roto và đường kính của roto.
- Phản lực tác dụng trên đường tâm lỗ phun khiến roto quay, xác định theo công thức sau:
Trong đó: m và G - khối lượng và trọng lượng dầu nhờn qua lỗ phun trong một giây. v d - tốc độ của tia dầu phun ra khỏi lỗ phun v r - tốc độ vòng của tâm lỗ phun ρ- mật độ của dầu nhờn V- lưu lượng của dầu nhờn phun qua một lỗ phun trong một giây n - số vòng quay của roto trong một phút f - diện tích tiết diện lỗ phun
R - khoảng cách từ tâm lỗ phun đến tâm trục roto ε−¿ hệ số co dòng của dầu nhờn chảy qua tiết diện lỗ phun.
Bảng 7.3 Giới thiệu hệ số co dòng ε và hệ số lưu lượng μ 1 của dòng dầu qua lỗ phun của bốn loại lỗ phun giới thiệu hình 7.2
Bảng 7.3 Hệ số và 1 của các dạng lỗ phun
Hệ số dạng lỗ phun 1
Hình 3.2 Các dạng lỗ phun thường dùng trong bầu lọc ly tâm
Tính két làm mát dầu
Việc tính toán kết làm mát dầu bôi trơn là ta đi xác định các thông số cơ bản sau. Nhiệt lượng của động cơ truyền cho dầu nhờn:
Nhiệt lượng này cân bằng với nhiệt lượng do két làm mát dầu tản ra ngoài, vì vậy:
V d , V k - lưu lượng dầu nhờn tuần hoàn trong động cơ và lưu lượng dầu chảy qua két làm mát. t dv , t dr - nhiệt độ dầu vào và ra khỏi động cơ (C ). t dvk , t drk - nhiệt độ dầu vào và ra khỏi két làm mát dầu (C ). c d - tỷ nhiệt của dầu nhờn(kca kg C1/ ).
- mật độ dầu nhờn (kg/l).
Trong hệ thống bôi trơn cacste khô, dầu nhờn được làm mát liên tục, vì thế V d = V k
Diện tích tản nhiệt cần thiết của két làm mát dầu xác định theo công thức sau:
K d - hệ số truyền nhiệt tổng quát giữ dầu nhờn và môi chất làm mát (kca1/m 2 hC). t d , t k - nhiệt đột trung bình của dầu nhờn trong két và của môi chất làm mát ( )C
Chênh lệch nhiệt độ của dầu trong két làm mát thường chọn bằng chênh lệch nhiệt độ của dầu khi vào và ra khỏi động cơ Do đó,(t d t k ) ( t dr t dv ).
- Đối với động cơ xăng, thương chọn:
- Đối với động cơ Diesel, thường chọn:
Nhiệt độ trung bình của dầu nhờn trong két thường vào khoảng (75 85) C Nhiệt độ trung bình của không khí qua két làm mát dầu trong điều kiện làm việc nặng có thể chọn bằng 45C
Hệ số truyền nhiệt K d phụ thuộc khá nhiều nhân tố truyền nhiệt.
- Đối với loại két làm mát dầu dùng kiểu ống thẳng và nhẵn.
- Đối với loại két làm mát dầu dùng kiểu ống tạo dòng dầu chảy xoáy.
[π×( D2- d2)/4] × t.1] https://kinglong.com.vn/tim-hieu-he-thong-boi-tron-cau-tao-va-nguyen-ly-hoat-dong/
#He_thong_boi_tron_la_gi
[π×( D2- d2)/4] × t.2] https://dienmayhoanglien.vn/he-thong-boi-tron.html?fbclid=IwAR0ogZNmtjRX-EWhQF9bAc_qzRWTxvSx8HogxV-KpQAyZXeD4rd1mGtLy4E