tìm hiểu toàn bộ kết cấu và phân tích cấu tạo nguyên lý hoạt động chức năng của hệ thống bôi trơn

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT2.1 Hệ thống bôi trơn là gì?Hình 2.1: Hình ảnh hệ thống bôi trơn Hệ thống bôi trơn là hệ thống vận chuyển chất bôi trơn đến các chi tiết của động cơ xe.Chất bôi

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được bản Đồ án này ngoài sự nổ lực của bản thân và các thànhviên trong nhóm, không thể không kể đến sự chỉ bảo tận tình của thầy cô giáotrong bộ môn và nhà trường Đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy Emxin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn PHẠM HỮU NGHĨA đã tận tình giúp

đỡ em hoàn thành thiết kế đề tài này Xin cảm ơn các thầy cô, các cán bộcông nhân viên trong bộ môn Công nghệ ô tô của Khoa cơ khí, động lực đãtạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình học tập và thiết kế đề tài

Em xin kính chúc các thầy luôn mạnh khoẻ và luôn thành công trong côngviệc

MỤC LỤC DANH MỤC

Các bảng và các biểu đồ, đồ thị, sơ đồ, hình ảnh iv

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu đề tài 1

1.3 Nội dung đề tài 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

1.5 Kết cấu của ĐAMH 2

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYỂT 3

2.1 Hệ thống bôi trơn là gì? 3

2.2 Công dụng của hệ thống bôi trơn 3

2.2.1 Mài mòn và công dụng của hệ thống bôi trơn 3

2.2.2 Các đặc tính cơ bản của dầu bôi trơn 4

2.3 Phân loại hệ thống bôi trơn 6

2.3.1 Hệ thống bôi trơn tung tóe 6

2.3.2 Hệ thống bôi trơn cưỡng bức 6

2.3.3 Bôi trơn cho động cơ 2 kỳ 9

2.4 Kết cấu các thiết bị chủ yếu trong hệ thống bôi trơn 9

2.4.1 Mạch dầu bôi trơn động cơ xăng – Diesel 10

2.4.2 Bơm dầu 10

2.4.3 Lọc dầu 13

CHƯƠNG 3: BẢN VẼ 3D CHI TIẾT 18 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 19

Các từ viết tắt

Các bảng và các biểu đồ, đồ thị, sơ đồ, hình ảnh

Hình 2.1: Hình ảnh hệ thống bôi trơn 3

Hình 2.2: Hệ thống bôi trơn trên động cơ 5

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý hệ thống bôi trơn bằng dầu vung tóe 6

Hình 2.4: Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte ướt 7

Hình 2.5: Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte khô 8

Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống bôi trơn bằng dầu pha trong nhiên liệu 9

Hình 2.7: Mạch dầu bôi trơn động cơ xăng Diesel 10

Hình 2.8: Bơm bánh răng ăn khớp ngoài 11

Hình 2.9: Bơm bánh răng ăn khớp trong 12

Hình 2.10: Bơm cánh gạt 13

Hình 2.11: Kết cấu bình lọc thô 14

Hình 2.12: Bầu lọc thấm dùng lưới lọc 14

Hình 2.13: Kết cấu của bình lọc 15

Hình 2.14: Sơ đồ nguyên lý đo áp suất dầu bằng cảm biến 16

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Những năm gần đây nhu cầu mua sắm ô tô của người Việt trở nên tăng đáng kể hơn baogiờ hết, một phần vì do cơ chế mở cửa của nhà nước, nhu cầu cần sử dụng phương tiệnnày ngày càng lớn, có người mua xe để phục vụ đi lại, người mua xe để phục vụ ngànhvận tải, dịch vụ, có người thì mua ô tô chỉ để thể hiện đẳng cấp…

Yêu cầu sửa chữa và bảo trì hệ thống bôi trơn đòi hỏi phải hiểu biết sâu sắc về cấu tạo,các đặc tính kỹ thuật, nguyên lý vận hành và có kỹ năng thành thạo trong tất cả các quytrình Nhận thức được sự quan trọng này nên người công nhân phải được đào tạo mộtcách có khoa học, có hệ thống đáp độ và tay nghề cần thiết để đáp ứng nhu cầu côngnghiệp ôtô hiện nay Đòi hỏi người kỹ thuật viên phải có trình độ hiểu biết học hỏi sángtạo để bắt kịp với khoa học tiên tiến hiện đại, nắm bắt được những thay đổi về các đặctính kỹ thuật của từng loại xe, dòng xe, đời xe… có thể chuẩn đoán hư hỏng và đưa raphương án sửa chữa tối ưu Vì vậy người kỹ thuật viên trước đó phải được đào tạo vớimột phương trình đào tạo tiên tiến, hiện đại cung cấp đầy đủ kiến thức lý thuyết cũng nhưthực hành.ứng được các nhu cầu xã hội hiện nay

1.2 Mục tiêu đề tài:

Tổng hợp các kiến thức đã học và có cái nhìn khái quát về ô tô Hiểu kết cấu, mô tảnguyên lý làm việc của cơ cấu, hệ thống trên ô tô, nắm được cấu tạo, mối tương quan lắpghép của các chi tiết, cụm chi tiết Hiểu và phân tích được các hư hỏng, những nguyênnhân, tác hại, sửa chữa các chi tiết của hệ thống bôi trơn

Thực hiện tháo lắp đúng qui trình và kiểm tra sửa chữa các chi tiết của hệ thống bôi trơn.Hơn nữa nâng cao tinh thần làm việc nhóm, khả năng giải quyết vấn đề phát sinh trongquá trình làm đồ án và đề cao trách nhiệm bản thân với tập thể

1.3 Nội dung đề tài:

Tìm hiểu toàn bộ kết cấu và phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động, chức năng của hệthống bôi trơn.

Vẽ mô phỏng và tính toán các chi tiết

Viết báo cáo đồ án

1.4 Phương pháp nghiên cứu:

Phương pháp tìm kiếm tài liệu trên Internet, sách báo và thực tiễn

Phương pháp tổng hợp, so sánh

Phương pháp thiết kế mô phỏng 2D, 3D trên phần mềm

Gồm 4 chương:

Chương 1: Giới thiệu đề tài

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 3: Hình 3D và tính toán chi tiết

Chương 4: Kết luận và hướng phát triển

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Hệ thống bôi trơn là gì?

2.2 Công dụng của hệ thống bôi trơn:

2.2.1 Mài mòn và công dụng của hệ thống bôi trơn:

Khi động cơ làm việc, có rất nhiều chi tiết trong động cơ có sự tiếp xúc và chuyển độngtương đối với nhau Khi đó, nhiệt độ sẽ tạo ra giữa các bề mặt ma sát và lượng nhiệt này càng lớn đối với những chi tiết trong buồng cháy, làm cho các chi tiết bị mài mòn nhanh chóng, giảm tuổi thọ của động cơ Hệ thống bôi trơn trên động cơ đốt trong có nhiệm vụ cung cấp một lượng dầu bôi trơn với áp suất và lưu lượng thích hợp đến các bề mặt của những chi tiết máy có chuyển động tương đối, với mục đích:

- Làm giảm ma sát cho các chi tiết chuyển động và giúp các chi tiết ăn khớp đều vớinhau

- Làm mát động cơ

- Rửa sạch bề mặt các chi tiết

- Giảm tiếng ồn

Dầu bôi trơn được sử dụng trong động cơ đốt trong có tác dụng:

- Làm trơn các bề mặt có chuyển động tương đối nhàm giảm ma sát, mài mòn làm

tăng hiệu suất cơ giới và tuổi thọ của động cơ

- Rửa sạch bề mặt ma sát, trong quá trình làm việc có các vảy kim loại bị tróc ra

khỏi bề mặt ma sát Những thành phần này được bôi trơn cuốn trôi và giữ lại trongcác bầu lọc

- Làm mát các chi tiết, đặt biệt là các chi tiết chịu nhiệt độ cao trong quá trình làm

việc (piston, xilanh,…) Dầu từ hệ thống bôi trơn có nhiệt độ thấp được đưa đến tiếp xúc và giải nhiệt cho các bề mặt có nhiệt độ cao hơn

- Bao kín khe hở giữa các chi tiết quan trọng như piston, xilanh, Xéc măng…

- Chống oxi hóa, bảo vệ được các chi tiết do trong dầu bôi trơn có các chất

- phụ gia có khả năng chống oxy hóa bề mặt kim loại

động cơ 2.2.2 Các đặc tính cơ bản của dầu bôi trơn:

a Độ nhớt và sức bám dầu bôi trơn:

- Độ nhớt: Là phẩm chất quan trọng của dầu

• Dầu có độ nhớt lớn thì đặc, chảy khó

• Dầu có độ nhớt loãng, chảy dễ

- Sức bám là khả năng dính bám của dầu vào các bề mặt chi tiết máy

• Dầu có độ nhờn lớn, độ bám cao cản sự chuyển động của các chi tiết máy

• Dầu có độ nhờn bé, độ bám thấp không đảm bảo việc bôi trơn tốt

Vậy, việc lựa chọn loại dầu bôi trơn thích hợp cho từng bộ phận máy là quan trọng để tăng tuổi thọ của máy, đảm bảo động cơ làm việc bình thường

- Để tăng tuổi thọ theo nhiệt độ, nhiệt độ càng cao độ nhớt càng giảm

2.3 Phân loại hệ thống bôi trơn:

2.3.1 Hệ thống bôi trơn tung tóe:

Phương pháp này được sử dụng trong các động cơ nhỏ, một xilanh Đầu to của thanh truyền có gắn gàu, quá trình quay dầu được gàu này múc hắt tung tóe lên các ổ trục để bôi trơn Đây là phương pháp đơn giản, không đảm bảo bôi trơn, hiện nay rất ít sử dụng

1- các rãnh dẫn dầu, 2- hộp trục

khuỷu3- cacte, 4- gàu tát dầu

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý hệ thống bôi trơn bằng dầu vung tóe

Hầu hết các động cơ đốt trong ngày nay đều sử dụng phương pháp bôi trơn cưỡng bức.Dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn được bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một ápsuất nhất định do đó hoàn toàn có thể đảm bảo yêu cầu bôi trơn, làm ma sát và tẩy rửa bềmặt ma sát của ổ trục Tùy theo vị trí chứa dầu nhờn, hệ thống bôi trơn chia thành 2 loại:

- Hệ thống bôi trơn cacte ướt: Dầu bôi trơn chứa trong cacte

- Hệ thống bôi trơn cacte khô: Dầu chứa trong thùng ngoài cacte

Hình 2.4: Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte ướt

a Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte ướt:

Sơ đồ nguyên lý hệ thống bôi trơn cacte ướt được thể hiện trên hình trên Gọi đây là hệthống bôi trơn cacte ướt bởi toàn bộ lượng dầu bôi trơn được chứa trong cacte của độngcơ

Nguyên lý hoạt động của hệ thống bôi trơn cưỡng bức dùng cacte ướt

Bơm dầu được dẫn động từ trục cam hoặc trụng khuỷu Dầu trong cacte được hút vàobơm qua phao hút dầu Phao có lưới chắn để lọc sơ bộ những tạp chất có kích thước lớn.Ngoài ra phao có khớp tùy động nên luôn nổi trên mặt thoáng để hút được dầu, kể cả khiđộng cơ nghiêng Sau bơm, dầu có áp suất cao (khoảng 10kG/cm²) chia thành hai nhánh.Một nhánh đến két để làm mát dầu rồi về cacte Nhánh còn lại qua bầu lọc thô đến đường

dầu chính Từ đường dầu chính, dầu theo đường nhánh đi bôi trơn trục khuỷu sau đến bôitrơn đầu to thanh truyền, chốt piston và theo đường dầu đi bôi trơn trục cam,… Cũng từđường dầu chính một lượng dầu khoảng 15÷20% lưu lượng dầu chính đến bầu lọc tinh.Tại đây những phần tử tạp chất nhỏ được giữ lại nên dầu được lọc rất sạch Sau khi rakhỏi lọc tinh dầu được chảy về cacte Van an toàn có tác dụng trả dầu về phía trước bơmkhi động cơ làm việc ở tốc độ cao Bảo đảm áp suất dầu trong hệ thống không đổi ở mọitốc độ làm việc của động cơ Khi bầu lọc thô bị tắc, van toàn của bầu lọc thô sẽ mở, dầubôi trơn vẫn lên được đường ống chính Bảo đảm cung cấp năng lượng dầu đầy đủ để bôitrơn các bề mặt ma sát.

Khi nhiệt độ quá cao (≥80℃) do độ nhớt giảm, van khống chế lưu lượng sẽ đóng hoàntoàn để dầu qua két làm mát rồi trở về cacte Hệ thống bôi trơn cacte ướt có điểm hạn chế

là do dầu bôi trơn chứa hết trong cacte, nên cacte sâu và làm tăng chiều cao động cơ Dầubôi trơn tiếp xúc với khí cháy nên giảm tuổi thọ của dầu

b Hệ thống bôi trơn cưỡng bức của cacte khô:

Hình 2.5: Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte khô

Sự khác nhau giữa hệ thống bôi trơn cacte khô so với hệ thống bôi trơn cacte ướt thể hiện

ở chổ hệ thống bôi trơn cacte khô dùng thêm hai bơm dầu phụ để hút hết dầu trong cacteđưa về thùng chứa dầu, sau đó bơm nhớt hút dầu từ thùng chứa đi bôi trơn

2.3.3 Bôi trơn cho động cơ 2 kỳ:

Đây là phương pháp pha dầu bôi trơn vào trong nhiên liệu của động cơ, phương pháp nàyđơn giản chỉ dùng cho các động cơ xăng 2 kỳ cỡ nhỏ Tỷ lệ pha trộn dầu nhờn với xăng là1/20÷1/25 thể tích Một số nước như Đông Đức, Tiệp thường pha tỷ lệ ít hơn 1/30 đến1/33

- Tỷ lệ dầu nhờn cao làm hình thành nhiều muội than đóng bám vào đỉnh piston, bugi,buồng đốt

- Tỷ lệ dầu nhờn thấp làm cho quá trình bôi trơn kém, ma sát lớn dễ làm nóng máy,piston bó két trong xilanh

Hình 2.6: Sơ đồ hệ thống bôi trơn bằng dầu pha trong nhiên liệu

2.4 Kết cấu các thiết bị chủ yếu trong hệ thống bôi trơn:

2.4.1 Mạch dầu bôi trơn động cơ xăng – Diesel

Hình 2.7: Mạch dầu bôi trơn động cơ xăng Diesel 2.4.2 Bơm dầu:

Bơm dầu có nhiệm vụ cung cấp liên tục dầu nhờn có áp suất cao đến các bề mặt ma sát

để bôi trơn, làm mát và tẩy rửa mặt ma sát Hiện nay, người ta thường dùng bơm: Bơmbánh rang, bơm cánh quạt…

a Bơm bánh răng:

• Bơm bánh răng ăn khớp ngoài:

Kết cấu của bơm bánh răng rất đơn giản, nó gồm có hai bánh răng (số răng thường ít hơn 17) được dẫn động theo chiều nhất định

Đối với bánh răng, lưu lượng và hiệu suất bơm của nó phụ thuộc rất nhiều vào khe hở hướng kính giữa đỉnh răng với mặt lỗ khoang lắp bánh răng và khe hở dọc trục giữa mặt đầu bánh răng với mặt đầu nắp bơm dầu Thông thường các khe hở này không vượt quá 0,1mm

1- Thân bơm; 2- Bánh răng bị động; 3- Rãnh giảm áp; 4- Bánh răng chủ động; 5- Đườngdầu ra; 6- Đường dầu vào; 7- Đệm làm kín; 8- Nắp van điều chỉnh; 9- Tấm đệm điều

chỉnh; 10- Lò xo; 11- Van bi

Hình 2.8: Bơm bánh răng ăn khớp ngoài

• Bơm dầu bánh răng ăn khớp trong:

Sơ đồ nguyên lý được thể hiện ở hình dưới Bánh răng chủ động (3) được dẫn động bởitrục khuỷu Khi bánh răng chủ động quay, nó sẽ làm bánh răng bị động (1) quay theo,nhớt sẽ được hút từ cacte vào bơm và sau đó nhớt sẽ được đưa đến lọc thô

Loại bơm bánh răng ăn khớp trong thường dùng cho động cơ ô tô du lịch do yêu cầu kếtcấu gọn nhẹ

1- Thân bơm; 2- Bánh răng bị động; 3- Đường dầu vào; 4- Rãnh dẫn dầu; 5- Trục dẫn

động; 6- Bánh răng chủ động; 7- Đường dầu ra

Hình 2.9: Bơm bánh răng ăn khớp trong

b Bơm cánh gạt (bơm phiến trượt):

Bơm gồm một trục bơm trên có phay rãnh hướng kính để lắp các cánh gạt (số lượng cánhgạt từ 2÷20 tùy theo kích thước của bơm) Trục bơm lắp lệch tâm với vỏ bơm tạo nên cáckhoang chứa dầu áp suất thấp và áp suất cao

Bơm cánh gạt cũng dùng van an toàn như các loại bơm bánh răng

Hình 2.10: Bơm cánh gạt 2.4.3 Lọc dầu:

Để đảm bảo phẩm chất dầu bôi trơn cần có thiết bị lọc Bởi lẽ trong quá trình sử dụng cáctạp chất thường có lẫn trong dầu: Mạt sắt do mài mòn sinh ra, bụi, cát, mụi than cháy rớtvào dầu hoặc tạp chất hóa học, vv… Nếu phân theo chất lượng lọc thì có hai loại:

- Lọc thô: Lọc được các tạp chất lớn hơn 0,03mm và 100% số dầu bôi trơn đều phải qua

bình lọc này

- Lọc tinh: Lọc được các tạp chất có đường kính hạt 0,1µm Lọc các tạp chất keo, nước

lã, thậm chí cả axit lẫn trong dầu Lượng dầu qua bình lọc tinh không quá 20% Dầu saukhi qua bình lọc tinh được trả về cacte

- Nếu phân theo kết cấu thì chia thành các loại sau:

• Bình lọc cơ khí: Dùng vật liệu cơ khí để lọc dầu

• Bình lọc li tâm: Dùng lực li tâm để lọc dầu

• Lọc từ tính: Nam châm hút mạc kim loại (Nam châm đặt ở nút tháo dầu cacte)

a Bình lọc thô:

Gồm có lõi lọc được đặt trong bình lọc Lõi lọc gồm có phiến lọc và phiến trung gianbằng thép lá xếp xen kẽ nhau Phiến trung gian có chiều dày 0,07÷0,08mm do đó tạo khe

hở giữa hai phiến lọc kế nhau là 0,07÷0,08mm Đây là khe hở mà dầu đi qua

Phiến lọc và phiến trung gian lắp chung trên trục lõi Dầu bôi trơn từ rãnh thân bìnhlọc đi vào qua khe hỡ giữa phiến lọc và phiến trung gian Các tạp chất có kích thước lớn

hơn 0,07÷0,08mm bị giữ lại dầu sạch ra khỏi bình lọc qua rãnh trên Nước và tạp chấtnặng lắng đọng ở đáy bầu lọc và được xả nhờ nút tháo.

Sau một thời gian làm việc tạp chất bám ở khe hở hai phiến lọc kề nhau làm tăng sứccản bình lọc Làm sạch bình lọc bằng cách xoay trục lõi lọc một vòng thông qua tay gạt,phiến trung gian xoay theo và tạp chất bị tấm gạt cặn bẩn gạt rơi xuống đáy bình lọc vàđược tháo ra ngoài Tấm gạt cặn bẩn có chiều dày bằng phiến trung gian

Nếu bình lọc tắc: Dầu đảy qua van an toàn đi bôi trơn mà không được làm sạch.

Hình 2.11: Kết cấu bình lọc thô

• Bầu lọc thấm dùng lưới lọc: Bầu lọc thấm sử dụng rộng rãi cho động cơ đốt trong.

Nguyên lý làm việc: Dầu có áp suất cao được thấm qua các khe hở nhỏ của phần tử

lọc Các tạp chất có kích thước lớn hơn kích thước khe hở được giữ lại, vì vậy dầu đượclọc sạch Bầu lọc thường dùng trên động cơ tàu thủy và động cơ tĩnh tại Lõi lọc gồm cáckhung lọc bọc bằng lưới đồng ép sát trên trục của bầu lọc Lưới đồng dệt rất dày có thểlọc sạch tạp chất có kích thước nhỏ hơn 0,02mm

1- Thân bầu lọc; 2- Đường dầu vào;

3- Thân bầu lọc; 4- Đường dầu ra

Ở giữa tấm lọc và đệm có lỗ để lắp trục rỗng Một bộ phận gồm 28÷32 tấm lọc vàtấm đệm xếp xen kẽ nhau Tạp chất được giữ lại ở các tấm lọc và tấm đệm này còn dầusạch

thấm qua lỗ nhỏ ở trục rỗng (Ø=1,6mm) và ra ống thoát rồi trả về cacte Khi khe hở giữatấm lọc và tấm đệm đã bám đầy tạp chất, phải súc rửa hoặc thay lõi lọc mới

1- Nút xả; 2- Bộ phận lọc; 3- Ống dẫn đầu vào 4- Nắp bình lọc; 5- Bulông; 6- Lò xo

7- Tấm đệm của nắp; 8- Thân; 9- Tấm lọc 10- Tấm đệm của bộ phận lọc

Hình 2.13: Kết cấu của bình lọc