thiết kế mô phỏng cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống bôi trơn cho động cơ đốt trong trên máy vi tính

1.1.1.2 .Nhiệm vụ : Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ đưa dầu bôi trơn đến các bề mặt ma sát giữa các chi tiết của động cơ, với một lượng cần thiết, với áp suất và nhiệt độ nhất định phù hợ

Lời nói đầu

Trong công cuộc Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nước, ngành cơ khí nói chung và cơ khí động lực nói riêng đóng vai trò rất quan trọng Có thể nói nó xuyên suốt, có mặt trong hầu hết mọi lĩnh vực của đời sống sản xuất

Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật cùng với việc ứng dụng rộng rãi tin học vào trong kỹ thuật, đòi hỏi người sinh viên, kỹ sư phải nắm vững và ứng dụng tốt các phần mềm đồ hoạ để tránh bị lạc hậu không theo kịp với sự phát triển của xã hội

Xuất phát từ lý do đó cùng với sự gợi ý của thầy giaó Th.s MAI SƠN HẢI.Tôi quyết định chọn đề tài

“Thiết kế mô phỏng cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống bôi trơn cho động cơ đốt trong trên máy vi tính ” làm đồ án tốt nghiệp cho mình Đồ án này gồm có 3 chương

Chương1: Tổng quát về hệ thống bôi trơn

Chương2: Thiết kế mô phỏng

Chương3: Kết luận và đề xuất ý kiến

Sau 3 tháng làm việc nghiêm túc cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Th.s MAI SƠN HẢI nay tôi đã hoàn thành bản báo cáo của mình

Song đây là lĩnh vực mới, thời gian có hạn nên đề tài còn bị hạn chế thiếu sót Qua đây tôi rất mong được sự góp ý của quý thầy giáo cùng bạn đọc Và cuối cùng tôi xin được bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới thầy giáoTh.s MAI SƠN HẢI, các thầy giáo trong bộ môn động lực cùng các bạn đã quan tâm giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án này

Nha trang, tháng 6 năm 2006 Sinh viên thực hiện

Trần Đại Ngự

Chương 1

KHÁI QUÁT HỆ THỐNG BÔI TRƠN

1.1 CHỨC NĂNG NHIÊM VỤ, YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG BÔI TRƠN

1.1.1 Chức năng, nhiệm vụ 1.1.1.1 Chức năng:

Động cơ đốt trong được tạo nên từ các cơ cấu, mối ghép, hệ thống… Vì vậy khi động cơ làm việc các bộ phận có sự chuyển động tương đối với nhau Tại bề mặt tiếp xúc tương đối giữa chúng nảy sinh ma sát và hao mòn Từ đó người ta đưa chất bôi trơn vào bề mặt chịu ma sát, tạo ra môi trường có lợi cho ma sát và hao mòn Chất bôi trơn thường dùng cho động cơ đốt trong là dầu, mỡ, graphit … chúng đóng vai trò là môâi trường Chúng cho phép thay đổi loại ma sát và dạng hao mòn Như vậy, chức năng của bôi trơn là điều khiển ma sát và hao mòn của máy

1.1.1.2 Nhiệm vụ :

Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ đưa dầu bôi trơn đến các bề mặt ma sát giữa các chi tiết của động cơ, với một lượng cần thiết, với áp suất và nhiệt độ nhất định phù hợp với các điều kiện làm việc của động cơ Hệ thống bôi trơn rất quan trọng nó đảm bảo cho động cơ làm việc an toàn tăng tuổi thọ cho động cơ với các mục đích :

*Bôi trơn các bề mặt có chuyển động trượt giữa các chi tiết nhằm giảm ma

sát, do đó giảm mài mòn – tăng tuổi thọ các chi tiết Chính vì giảm ma sát nên tổn thất cơ giới trong động cơ Nm giảm, hiệu suất cơ giới

xm

=1-i

m

N N

sẽ tăng Hiệu suất có ích của động cơ

xe = xi xm

khi đó cũng tăng tức là tăng tính kinh tế của động cơ

* Rửa sạch bề mặt ma sát của các chi tiết Trên bề mặt ma sát, trong qúa

trình làm việc thường có các vảy rắn tróc ra khỏi bề mặt Dầu bôi trơn sẽcuốn trôi

các vải tróc, sau đó được giữ lại trong các phần tử lọc của hệ thống bôi trơn, tránh cho bề mặt ma sát bị cào xước Vì vậy, khi động cơ chạy rà sau khi lắp ráp hoặc sửa chữa - khi đó rất nhiều mạt kim loại còn sót lại trong quá trình lắp ráp và nhiều vải rắn bị tróc ra khi chạy rà – phải dùng dầu bôi trơn có độ nhớt nhỏ để tăng khả năng rửa trôi các mạt bẩn trên bề mặt

* Làm mát một số chi tiết Do ma sát, tại các bề mặt làm việc như

piston-xylanh, trục khuỷu- bạc lót … sinh nhiệt Mặt khác, một số chi tiết như piston, vòi phun … còn nhận nhiệt của khí cháy truyền đến Do đó một số chi tiết có nhiệt độ rất cao có thể phá hỏng điều kiện làm việc bình thường của động cơ như gây bó kẹt, giảm độ bền các chi tiết, kích nổ ở động cơ xăng, giảm hệ số nạp … Nhằm giảm nhiệt độ các chi tiết máy này, dầu từ hệ thống bôi trơn (có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ chi tiết) được dẫn đến các bề mặt có nhiệt độ cao để tải nhiệt đi (ví dụ dầu phun lên để làm mát đỉnh piston)

* Bao kín khe hở giữa các chi tiết như cặp piston – xylanh - xécmăng để

giảm lọt khí Vì vậy, khi lắp ráp cụm chi tiết này phải bôi dầu rãnh xéc- măng và bề mặt xylanh

* Chống oxy hoá (kết gỉ) bề mặt chi tiết nhờ những chất phụ gia pha trong

dầu

* Rút ngắn quá trình chạy rà động cơ Như trên đã nói, khi chạy rà động cơ

phải dùng dầu bôi trơn có độ nhớt thấp Ngoài ra dầu còn được pha một số chất phụ gia đặc biệt có tác dụng làm mềm tổ chức tế vi kim loại một lớp rất mỏng trên bề mặt chi tiết Do đó các chi tiết nhanh chóng rà khít với nhau, rút ngắn thời gian và chi phí chạy rà

1.1.2 Yêu cầu

+Đối với chất bôi trơn:

* Độ nhớt của dầu phải nằm trong giới hạn cho phép, sao cho khi tạo thành

“chêm dầu“ thuỷ động học ổ đỡ, nó phải chịu được tải trọng lớn nhất tác dụng lên

ổ đỡ, và giữ không cho các bề mặt công tác tiếp xúc nhau

* Bảo vệ bề mặt kim loại không bị ăn mòn *Dầu bôi trơn không được : tạo cặn ở cácte, két chứa, ở các chi tiết động và trong các đường ống, phải đảm bảo tính bôi trơn và không được tạo thành nhủ tương khi có nước lẫn vào không được tạo bọt

* Dầu phải tuổi thọ cao (ít bị phân huỷ) và có giá thành phù hợp

+Đối với hệ thống bôi trơn:

* Hệ thống bôi trơn phải đưa chất bôi trơn tới nơi cần một cách liên tục, đều đặn, với lưu lượng, trạng thái (áp suất, nhiệt độ) tính chất xác định và có thể kiểm tra, điều chỉnh và điều khiển được

* Các thiết bị bộ phận …của HTBT phải đơn giản, dễ sử dụng, tháo lắp kiểm tra sửa chửa, điều chỉnh… Có khả năng dễ tự động hoá cao, nhưng giá thành vừa phải

1.2 PHÂN LOẠI

Động cơ đốt trong sử dụng nhiều loại hệ thống bôi trơn khác nhau tuỳ thuộc vào loại động cơ điều kiện làm việc mà trang bị hệ thống bôi trơn cho phù hợp

Để phân loại hệ thống bôi trơn người ta dựa vào các tiêu chí sau :

1.2.1 Theo cách đưa dầu đến các hệ thống bôi trơn gồm :

- Bôi trơn theo kiểu vung toé

- Bôi trơn theo kiểu nhỏ giọt (có chu kỳ tự động và không cóù chu kỳ tự động)

- Cưỡng bức theo kiểu áp suất thấp, áp suất cao (tuần hoàn hoặc không tuần

hoàn)

- Kết hợp với các hệ thống trên

1.2.2 Theo kiểu chứa dầu trong động cơ gồm :

- Bôi trơn cácte ướt

- Bôi trơn cácte khô

1.2.3 Bôi trơn pha dầu trong nhiên liệu :

-Dầu và xăng được pha trước khi cho vào bôi trơn

-Dầu và xăng pha trộn song song nhau

1.3 MỘT SỐ HỆ THỐNG BÔI TRƠN THƯỜNG GẶP

1.3.1 Hệ thống bôi trơn bằng vung toé

Khi động cơ làm việc, các chi tiết chuyển động như trục khuỷu, thanh truyền, bánh răng … Sẽ vung toé dầu lên bề mặt các chi tiết cần bôi trơn như vách xylanh, các cam … Ngoài ra một phần dầu vung toé ở dạng sương mù rơi vào hay đọng bám ở kết cấu hứng dầu của các chi tiết khác cần bôi trơn Ví dụ như đầu

nhỏ thanh truyền (H-1.1) Phương án bôi trơn này rất đơn giản, tuy nhiên không

đảm bảo bôi trơn an toàn cho động cơ vì khó bảo đảm lưu lượng dầu bôi trơn các ổ trục, dầu bị sủi bọt gây biến tính và không khống chế được chất lượng bôi trơn Vì vậy phương pháp này chỉ được sử dụng cho động cơ cỡ nhỏ công suất vài mã lực như động cơ xe máy, xuồng máy, bơm nước …

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý bôi trơn bằng phương pháp vung toé dầu

a/ Bôi trơn vung toé trong động cơ nằm

b/ Bôi trơn vung toé trong động cơ đứng

c/ Bôi trơn vung toé có bơm dầu đơn giản

1-Cam lệch tâm;

2-Piston bơm dầu;

3-Thân bơm dầu;

4-Cácte;

` 5-Khớp tựa;

6-Máng dầu phụ;

7-Thanh truyền có thìa hắt dầu;

Nhiều khi người ta còn kết hợp bôi trơn vung toe ùvà bôi trơn trọng lực (hình 1.2)

1: Bơm bánh răng;

2: Đồng hồ chỉ áp suất dầu;

3:Đường dầu bôi trơn;

4:Thìa múc dầu;

Hình1.2: Hệ thống bôi trơn bằng vung tóe và trọng lực

1.3.2 Hệ thống bôi trơn bằng pha dầu trong nhiên liệu

Phương pháp này được dùng ở động cơ xăng hai kỳ quét vòng dùng hộp cácte-trục khuỷu Dầu được pha xăng theo tỷ lệ nhất định khoảng 4%-5% tuỳ theo hãng có thể pha với tỷ lệ nhỏ hơn (khoảng 3%- 3.5%) Các hạt dầu trong hỗn hợp xăng dầu khi vào hộp cácte- trục khuỷu và xylanh sẽ ngưng động trên bề mặt chi tiết để bôi trơn các bề mặt ma sát Dầu được pha theo các cách sau :

Cách thứ nhất : Xăng và dầu được pha trước gọi là xăng pha dầu như thường bán ở các trạm xăng dầu, các hãng động cơ cở nhỏ như Babeta (Séc), Simson (Đức) thường bôi trơn theo cách này

Cách thứ hai : Dầu và xăng được chứa ở hai thùng riêng rẽ trên động cơ Trong quá trình động cơ làm việc, dầu và xăng được hoà lẫn song song tức là dầu và xăng được trộn theo định lượng khi ra khỏi thùng chứa Một số xe máy hai kỳ như YAMAHA, SUZUKI dùng theo cách hoà trộn này

Một cách hoà trộn khác là dùng bơm phun dầu trực tiếp vào họng khuếch tán hay vị trí bướm ga Bơm được điều chỉnh theo tóc độ động cơ và vị trí bướm ga nên định lượng dầu hoà trộn rất chính xác và có thể tối ưu hoá các chế độ tốc độ và tải khác nhau

Cũng như bôi trơn vung toé, phương pháp bôi trơn dầu pha trong nhiên liệu rất đơn giản nhưng không an toàn do khó bảo đảm đủ lượng dầu bôi trơn trong hỗn hợp bị đốt cháy cùng nhiên liệu nên dễ tạo muội than bám trên đỉnh piston ngăn cản quá trình tản nhiệt khỏi piston Dầu pha với tỷ lệ càng lớn, muội than hình thành càng nhiều dẫn đến piston bị quá nóng, dễ xảy ra cháy sớm, kích nổ, buji bị đoãn mạch (ở động cơ xăng) Ngược lại pha ít dầu bôi trơn kém dễ làm cho piston

bị bó kẹt trong xylanh

1.3.3 Hệ thống bôi trơn cưỡng bức áp suất thấp

Hầu hết các động cơ đốt trong ngày nay đều sử dụng phương pháp bôi trơn cưỡng bức Dầu trong hệ thống bôi trơn được bơm đẩy lên các bề mặt ma sát với áp suất nhất định

Thông thường, tuỳ theo vị trí chứa dầu, hệ thống bôi trơn cưỡng bức phân thành hai loại là hệ thống bôi trơn cácte ướt và hệ thống bôi trơn cácte khô

1.3.3.1 Hệ thống bôi trơn Cácte ướt:

Đặc điểm của hệ thống này là dầu chứa trong cácte động cơ không có két dầu riêng để tập trung dầu từ cácte đến Chỉ có một bơm hút dầu từ cácte ra, bơm đến các vị trí bôi trơn, sau khi bôi trơn dầu tự động rơi xuống cácte, một phần do đầu to thanh truyền đập vào dầu toé lên bôi trơn cho piston, sơ mi xylanh Hình 1.3 mô tả cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte ướt:

1: Bình làm mát dầu;

2: Ống góp dầu;

3: Piston;

4: Dẫn hướng;

5: Van an toàn;

6: Thân bầu lọc;

7: Ruột bầu lọc;

15: Que thăm dầu;

16: Phao lọc cặn;

17:Van ba ngả;

Hình 1.3: Hệ thống bôi trơn cácte ướt

Nguyên lý hoạt động : Bơm dầu 12 được dẫn động từ trục khuỷu Dầu trong cácte 13 được hút vào bơm qua lưới lọc thô 16 lưới lọc để lọc sơ bộ những tạp chất có kích thước lớn Ngoài ra, phao có khớp tuỳ động nên luôn nổi trên mặt thoáng để hút được dầu, kể cả khi động cơ bị nghiêng Sau bơm dầu có áp suất cao (có thể đến 10 KG/cm2) đi vào bầu lọc 6, tại đây dầu được lọc sạch và đi ra khỏi bầu lọc, dầu được đưa lên bình làm mát 2 Tại đây dầu được làm mát rồi đi theo đường dầu chính đi bôi trơn các bộ phận cần bôi trơn sau đó trở về cácte

Van an toàn 5 của bơm dầu có tác dụng giữ cho áp suất dầu không đổi trong phạm vi tốc độ vòng quay làm việc của động cơ

Khi nhiệt độ dầu lên cao quá (khoảng 800 C), do độ nhớt giảm,van khống chế lưu lượng 17 sẽ đóng hoàn toàn để dầu qua két làm mát rồi trở về cácte

Khi động cơ làm việc, dầu bị hao hụt do bay hơi và các nguyên nhân khác nên phải thường xuyên kiểm tra lượng dầu trong cácte bằng thước thăm dầu 15 Khi mức dầu ở vạch dưới phải bổ sung thêm dầu

Ưu nhược điểm :Ưu điểm của hệ thống này là gọn, chiếm ít chỗ, thiết bị ít, nhưng toàn dầu bôi trơn chứa trong cácte động cơ nên cácte phải sâu để có dung tích lớn do đó làm tăng chiều cao động cơ Ngoài ra, dầu trong cácte luôn luôn tiếp xúc với khí cháy có nhiệt độ cao từ buồng cháy lọt xuống mang theo hơi nhiên liệu và các axít làm giảm tuổi thọ của dầu Cácte to và sâu lúc tàu gặp sóng gío dầu va đập mạnh vào trục khuỷu, nên chỉ dùng cho các động cơ cỡ nhỏ

1.3.2.2 Hệ thống bôi trơn cácte khô

Hệ thống bôi trơn cácte khô khác cơ bản với hệ thống bôi trơn cácte ướt ở chỗ, hệ thống có thêm một đến hai bơm làm nhiệm vụ chuyển dầu từ cácte đến bình làm mát

1.Cácte dầu; 8 Đường dầu chính;

2.Bơm chuyển; 9.Đường dầu bôi trơn trục khuỷu;

3 Thùng dầu; 10 Đường dầu bôi trơn trục cam;

4 Lưới lọc sơ bộ; 11 Bầu lọc tinh;

5.Bơm dầu bôi trơn; 12 Đồng hhồ nhiệt độ dầu;

6 Bầu lọc thô; 13 Bình làm mát dầu;

7 Đồng hồ áp suất dầu; 14, 15,16 Van an toàn

Hình 1.4: hệ thống bôi trơn cácte khô

Nguyên lý hoạt động: Bơm dầu được dẫn từ trục khuỷu hoặc trục cam Dầu trong thùng dầu 3 được bơm 5 hút qua lọc 4 Lọc 4 có lưới chắn để lọc sơ bộ những tạp chất có kích thước lớn Sau bơm dầu có áp suất cao (khoảng 10KG/cm2 ) đi qua lọc thô 6, đến đường dầu chính 8 Từ đây dầu theo nhánh 9 đi bôi trơn trục khuỷu sau đó lên bôi trơn đầu to thanh truyền và chốt piston theo nhánh 10 đi bôi trơn trục cam … cũng từ đường dầu chính một lượng dầu khoảng15-20% lưu lượng của nhánh dẫn đến bình lọc tinh 11, tại đây những phần tử tạp chất rất nhỏ được giữ lại Sau khi ra khỏi lọc tinh với áp suất càn lại nhỏ, dầu chảy trở về thùng chứa 3

Van an toàn 14 của bơm dầu có tác dụng giữ cho áp suất của dầu không đổi trong phạm vi tốc độ quay làm việc của động cơ

Trong quá trình bôi trơn dầu chảy xuống cácte và được hai bơm hút qua lọc, sau đó dầu được đưa đến bình làm mát 13, tại đây dầu được làm mát rồi trở về thùng chứa 3

Khi bình lọc bị tắc van an toàn 15 của bình lọc thô sẽ mơ,û phần lớn dầu sẽ không qua bình lọc thô mà chảy thẳng vào đường dầu chính đi bôi trơn, tránh hiện tượng thiếu dầu đến các bề mặt bôi trơn

Khi nhiệt độ của dầu lên cao quá (khoảng 800C), độ nhớt giảm, van khống chế lưu lượng 16 sẽ đóng để dầu qua két làm ma rồi trở về thùng chứa 3

Ưu nhược điểm: Ưu điểm của hệ thống này là trong cácte ít dầu, không có sự

va đập giữa dầu với tay quay và đầu to thanh truyền, có két riêng đựng dầu nên dầu sạch sẽ, cácte nhỏ và gọn Ngoài ra, động cơ có thể làm việc lâu dài ở địa hình dốc mà không sợ thiếu dầu do phao không hút được dầu Tuy nhiên hệ thống này phức tạp hơn vì có thêm bơm chuyển Hệ thống bôi trơn cácte khô thường sử dụng cho động cơ Diesel lắp trên máy ủi, xe tăng, máy kéo, tàu thuỷ…

1.3.3 Hệ thống bôi trơn áp suất cao

Ở các động cơ diesel công suất lớn, hành trình piston dài, người ta thường bố

trí hệ thống bôi trơn cưỡng bức áp suất cao để bôi trơn cho sơmi xylanh Hệ thống này có nhiệm vụ cung cấp định lượng và đúng thời điểm dầu bôi trơn cho mặt gương sơmi xylanh nhờ các bơm dầu kiểu piston, mỗi điểm bôi trơn có môït piston riêng

Dầu bôi trơn xong một phần bị hoá hơi và cháy trong sơmi xylanh, một phần

bị khí xả mang ra ngoài, phần còn lại chảy xuống bộ phận chứa dầu bố trí trên các tấm ngăn giữa xylanh và hộp trục khuỷu Nhờ các tấm ngăn này, có thể dùng loại

dầu bôi trơn riêng để bôi trơn cho nhóm sơmi xylanh-piston của những động cơ sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao, nhằm giảm hao mòn sơmi xylanh và các vòng xécmăng

Dầu cung cấp cho bề mặt sơmi xylanh phải được phân bố đều trên toàn bộ chu vi Do vậy, người ta thường bố trí nhiều điểm bôi trơn (từ 4-12 điểm) Số lượng điểm bôi trơn phụ thuộc vào đường kính xylanh (hình1.5)

1: Van một chiều;

2: Xylanh;

3: Đường dầu;

Hình 1.5: Phân bố các vị trí bôi trên sơ mi xylanh

Để phân bố đều dầu bôi trơn trên toàn bộ bề mặt ma sát của sơmi xylanh, người ta dùng các rãnh riêng nối các điểm bôi trơn hình lượn sóng Dầu được đưa qua các van một chiều, ngăn không cho dầu quay ngược lại đường ống khi áp suất trong xylanh quá cao Vị trí các điểm cung cấp dầu bôi trơn phụ thuộc kích thước và số kỳ của động cơ Ở một số động cơ diesel tàu thuỷ hiện đại người ta còn trang

bị hệ thống bôi trơn xylanh có khả năng tự động điều chỉnh được áp suất cũng như lượng dầu bôi trơn cho xylanh phù hợp với phụ tải của động cơ, đặc biệt hệ thống này làm việc với áp suất không lớn Do đó hạn chế được lượng dầu dư thừa ở chế độ phụ tải nhỏ, nhờ đó hạn chế được sự cháy và tạo cốc ở rảnh xéc măng, đỉnh piston v.v… cũng ở các động cơ loại này, hệ thống patanh - bàn trượt được bôi trơn bằng hệ thống bôi trơn áp suất cao

1.3.4 Hệ thống bôi trơn tuần hoàn ngoài

1.3.4.1 Hệ thống bôi trơn nối tiếp

Đặc điểm của hệ thống bôi trơn tuần hoàn kiểu nối tiếp là bầu làm mát và bầu lọc tinh mắc nối tiếp nhau, vì vậy toàn bộ lượng dầu đều đi qua bầu lọc tinh, bơm dầu thông thường do một mô tơ riêng lai

1: Két đựng dầu; 8: Lọc thô;

2: Van một chiều; 9: Bơm chuyển dầu;

3: Aùp kế và nhiệt kế; 10: Van ba ngả;

4: Bình làm mát dầu; 11: Máy;

5: Van an toàn; 12: Đường ống dự phòng; 6: Lọc tinh; 13: Đường ống dự phòng; 7: Van ba ngả;

Hình 1.7: Hệ thống bôi trơn nối tiếp

Nguyên lý hoạt động : Dầu bôi trơn từ két dầu 1 qua van một chiều 2 được bơm 9 hút về bầu lọc tám 8 qua van ba ngả 10 sau đó đến bầu lọc tinh 6, vào bầu làm mát 4 để truyền nhiệt cho nước lạnh, sau đó tới làm mát và bôi trơn cho động

cơ 11, rồi tự đổ xuống cácte và chảy về kết đựng dầu 1

Để cho hệ thống được làm việc an toàn, ở bơm, bầu lọc thô, bầu lọc tinh đều có van an toàn bảo vệ khi cần rửa bầu lọc thô 8 ta mở van ba ngả 10 cho dầu đi theo đường ống 13, và khi muốn rửa bầu lọc tinh 6 ta mở van ba ngả 7 cho dầu đi vào đường 12 Trong khi hệ thống làm việc để theo dõi được áp suất và nhiệt độ của dầu bôi trơn , trên hệ thống có lắp các nhiệt kế và áp kế trước và sau bầu làm mát, các áp kế trước và sau bầu lọc

1.3.4.2 Hệ thống bôi trơn song song

Đặc điểm của hệ thống này là bầu lọc tinh và bầu làm mát mắc song với nhau Vì vậy, lượng dầu nhờn đi qua bầu lọc tinh chỉ chiếm từ 15-20% toàn bộ lượng dầu tuần hoàn, nên trở lực của hệ thống giảm Do đó một lượng dầu lớn không được lọc tinh nên chất lượng dầu kém, hệ thống này chỉ sử dụng cho các động cơ vừa và nhỏ.(hình 1.8)

1: Két đựng dầu; 8: Lọc thô;

2: Van một chiều; 9: Bơm chuyển dầu;

3: Aùp kế và nhiệt kế; 10: Van ba ngả;

4: Bình làm mát dầu; 11: Máy;

5: Van an toàn; 12: Đường ống dự phòng; 6: Lọc tinh; 13: Đường ống dự phòng; 7: Van ba ngả;

Hình 1.8: Hệ thống bôi trơn song song

Nguyên lý hoạt động: Dầu bôi trơn được chứa trong két đựng dầu 1 được bơm 9 bơm đến bầu lọc thô 8 sau đó tới van ba ngã Ở đây chia làm 2 đường, một đường đi qua bầu làm mát 6 rồi vào làm mát và bôi trơn cho động cơ 11, sau đó tự động rơi xuống cácte và chảy về két Từ van ba ngã 7 một đường khác đến bầu lọc tinh 6 rồi cũng đổ vào két 1 Để đảm bảo cho động cơ làm việc an toàn ở bầu lọc thô, bầu lọc tinh và bơm đều có van an toàn 5 bảo vệ, các đường ống phụ để đề phòng lúc thay và rửa bầu lọc, mà động vẫn hoạt động được trong một thời gian

1.3.4.3 Hệ thống bôi trơn đôïc lập

Đặc điểm của hệ thống này là bầu lọc tinh và bầu làm mát đặt độc lập với nhau, trong hệ thống có 2 đường dầu riêng biệt với nhau Đường dầu qua bầu lọc tinh không phụ thuộc vào động cơ, bất cứ lúc nào người vận hành cũng có thể cho động cơ hoạt động được, vì dầu lưu động trên động cơ này là do một bơm riêng biệt bơm, bơm này do một môtơ riêng biệt lai, dầu đi trong đường này cũng không qua động cơ

Hình 1.9: Hệ thống bôi trơn độc lập

1: Két dầu; 6: Lọc thô;

3: Lọc dầu; 8: Van an toàn 4: Bình làm mát; 9: Aùp kế và nhiệt kế 5: Bơm dầu;

Nguyên lý hoạt động: Hệ thống hoạt theo 2 đường dầu riêng biệt Đường dầu thứ nhất: Dầu từ két chứa được bơm 2 hút chuyển tới bầu lọc thô 3 qua bầu làm mát 4 rồi vào làm mát và bôi trơn cho động cơ 7, sau đó tự đổ xuống cácte và trở về két 1

+ Đường dầu thứ hai: Dầu từ két chứa 1 được bơm 5 hút đến bầu lọc tinh 6 sau đó đổ về két 1

Ưu nhược điểm: Ưu điểm của hệ thống này là lúc nào người sử dụng thấy chất lượng dầu không đảm bảo thì có thể cho tiến hành lọc dầu được Nhưng có khuyết điểm là phải có hai bơm cho cho 2 hệ thống bơm của đường dầu độc lập (qua bầu lọc tinh) lại do một môtơ riêng lai nên phức tạp và cồng kềnh

1.4 1 Nhiệm vụ, yêu cầu

- Bơm dầu có nhiệm vụ hút dầu ở cácte hoặc thùng chứa dầu để cung cấp cho các bề mặt, chi tiết cần bôi trơn với áp lực và lượng dầu nhất định

- Yêu cầu đối với các loại bơm dầu là phải tạo ra áp suất để đưa dầu đến bề mặt, chi tiết cần bôi trơn

Tùy theo kiểu loại động cơ và cách trang bị các hệ thống bôi trơn khác nhau thì ta sử dụng các loại bơm cũng khác nhau Sau đây là một một số loại bơm thường gặp

1.4.2 Bơm bánh răng 1.4.2.1 Bơm bánh răng ăn khớp ngoài

- Cấu tạo: cấu tạo loại bơm này đơn giản Vỏ bơm và nắp bơm lắp với nhau bằng bulông Trục chủ động có thể quay tự do ở đầu có lắp then bán nguyệt để hạn chế sự di chuyển dọc trục Bánh răng chủ động được lắp chặt trên một đầu trục chủ động Đầu kia của trục lắp bánh răng truyền động ăn khớp với bánh răng trục cam, hoặc được lai bởi môtơ lai Bánh răng bị động lắp vào trục bị động ăn khớp với chủ động và quay ngược chiều nhau khi làm việc

- Nguyên lý làm việc: Bánh răng chủ động được môtơ lai riêng hoặc được dẫn động từ động cơ Trục chủ động 3 quay làm quay bánh răng chủ động 4 của bơm dầu, bánh răng chủ động và bị động quay ngược chiều nhau Dầu bôi trơn vào

trong bơm qua bộ phận thu dầu 7 nằm trong các khe bánh răng và được bánh răng đưa sang lỗ dầu ra 5 (hình 1.10)

Hình 1.10 Mô tả cấu tạo của bơm bánh răng

1.4.2.2 Bánh răng ăn khớp trong

- Loại bơm này thường được dùng cho động cơ ôtô du lịch do yêu cầu kết cấu gọn nhẹ

- Cấu tạo: Bơm dầu kiểu bánh răng ăn khớp trong (hình 1.11) bao gồm các bộ phận cơ bản sau:

Hình1.12 :Bánh răng ăn khớp trong

1.Thân bơm ; 2.Bánh răng bị động;

3.Đường dầu vào; 4,7 Rãnh dẫn dầu;

5.Trục dẫn động;

6 Bánh răng chủ động;

8 Đường dầu ra;

Nguyên lý làm việc: Loại bơm này làm việc tương tự như bánh răng ăn khớp ngoài theo nguyên lý guồng dầu khi động cơ làm việc bánh răng chủ động 6 sẽ quay nhờ sự truyền động từ trục khuỷu hoặc trục cam, lúc này bánh răng chủ động 6 và bánh răng bị động 2 sẽ quay cùng chiều nhau tạo ra sự giảm áp suất trong bơm một lượng dầu sẽ được hút vào trong theo đường dầu vào 3 Nhờ sự chuyển động quay của các bánh răng mà lượng dầu này sẽ theo các rãnh dẫn dầu 4 và 7 rồi thoát ra theo đường dầu 8, tuy nhiên lượng dầu mà loại bơm này guồng vào trong bơm với thể tích thay đổi

1.4.3 Bơm trục vít

Bơm trục vít chủ yếu dùng cho động cơ có tốc độ thấp Bơm được truyền động độc lập với động cơ

Hình 1.13: Mô tả cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm trục vít

1: Trục vít chính; 4: Cửa ra;

2:Trục vít phụ; 3: Cửa vào;

Trên hình vẽ là bơm trục vít có trục chủ động bằng thép Trục chủ động nằm giữa, còn hai trục bị động nằm ngang hai bên Các trục đều có gờ chặn

lực dọc trục, trục chủ động có thể có thêm bơm piston giảm tải Bơm này có công suất 150m3/h ở tốc độ quay 1450 vòng/phút Bơm trục vít làm việc một chiều và hầu như không có tiếng ồn

Nguyên lý hoạt động: Bơm trục vít cấu tạo gồm 1 trục vít chính 1 nối với trục dẫn động, hai bên trục vít chính còn có hai trục vít bị động 2 Khi trục vít chính quay, kéo theo các trục vít bị động quay theo nên dầu nhờn được cuốn từ cửa 3 đến cửa 4

Bơm trục vít có thể cung cấp áp suất trên các đường ống chính từ 1-8 atmotphe

Nhược điểm cơ bản của bơm trục vít là không chạy ngược chiều được còn bơm bánh răng có khả năng đổi chiều

1.4.4 Bơm phiến trượt

Sơ đồ kết cấu của bơm phiến trượt được thể hiện trên (hình1.14)

Hình 1.14 :Bơm phiến trượt

Cấu tạo: Bơm phiến trượt bao gồm các bộ phận cơ bản sau đây:

điện độc lập Ở bơm dầu kiểu phiến trượt này có rôto 5 được lắp lệch tâm với thân bơm 1, có các rãnh lắp các phiến trượt 3 Khi động cơ làm việc trục khuỷu sẽ quay truyền chuyển động cho rôto 5 quay, do lực ly tâm và lực ép của lò xo 7, phiến trượt 3 luôn luôn tì sát vào bề mặt vỏ bơm 1 tạo thành các không gian kín và do đó guồng dầu từ đường dầu áp suất thấp 2 sang đường dầu có áp suất cao 4 Sau khi ra khỏi bơm dầu sẽ được đẩy đi qua một số thành phần khác như : Lọc thô, lọc tinh, bầu làm mát dầu vì thế dầu sau khi ra khỏi bơm cần có một áp suất đủ lớn thì mới

đi đến các bề mặt, chi tiết cần bôi trơn khi đó nó mới làm được nhiệm vụ bôi trơn và làm mát các chi tiết của động cơ

- Bơm phiến trượt có ưu điểm là rất đơn giản, nhỏ gọn, nhưng đồng thời cũng có nhược điểm cơ bản là mài mòn bề mặt tiếp xúc giữa phiến trượt và thân bơm rất nhanh Vì vậy trong quá trình sử dụng cần thường xuyên kiểm tra khe hở giữa phiến trượt và thân bơm để khắc phục kịp thời tránh các sự cố nghiêm trọng xảy ra

1.4.5 Bơm dầu áp suất cao kiểu nhiều piston

Kết cấu của bơm dầu áp suất cao kiểu nhiều piston được thể hiện trên (hình1.15).Tại mặt cắt ngang bơm dầu áp suất cao kiểu nhiều piston này có các thành phần cơ bản sau đây

Hình 1.15 : Bơm dầu áp suất cao nhiều piston

1 Trục; 6 Ống kiểm tra;

2 Bánh vít; 7 Ngăn kéo;

3 Trục đứng; 8 Piston;

4 Rãnh hút; 9 Cam định hình truyền động cho ngăn kéo;

5 Ống dầu ra; 10 Sơ đồ hoạt động của một nhánh bơm :

I-Nén dầu đến điểm bôi trơn;

II-Hút dầu;

III-Nén dầu đến ống kiểm tra

1 Piston; 2 Ngăn kéo; 3 Ống kiểm tra; 4 Cung cấp cao áp ; 5 Ống hút Trên hình 2.6 trình bày bản vẽ mặt cắt loại bơm dầu áp suất cao kiểu nhiều piston, định lượng bằng cách điều chỉnh hành trình có ích của bơm Bơm có 16 piston 8 và 16 ngăn kéo phân phối số 7 Các piston được truyền động bằng cam định hình số 10 còn cam số 9 thì truyền động cho các ngăn kéo số 7 Sau một vòng quay của động cơ, mỗi piston thực hiện được hai hành trình kép, còn mỗi ngăn kéo thì thực hiện được một hành trình kép

Có thể thay đổi hành trình của piston bằng vít điều chỉnh Bơm được truyền động bằng tay lắc liên kết với bánh cóc Mỗi lần piston bơm, cung cấp tới điểm bôi trơn một lượng dầu khoảng (0,2-0,3)cm2 với áp suất (50-80)KG/cm2

Suất chi phí dầu bôi trơn cho xilanh ở động cơ tàu thủy tốc độ chậm, công suất lớn, vào khoảng gđ=(0,5-1,5)g/ml.h

1.4.6 Bơmrôto.

Cấu tạo của bơm được thể hiện trên hình 1.16 Nó được tạo bởi các roto trong kết hợp với vấu( thùy) giống nhau làm thành các chỗ lỏm trong roto ngoài

Hình 1.16 Bơm rôto

Nguyên lý hoạt động: Rôto trong được lắp giữa trung tâm của rôto ngoài Rôto trong được dẫn động và quay mang theo rôto ngoài quay theo với nó, rôto ngoài như phao nổi trong thân bơm Khi 2 rôto quay các khe hở giữa chúng được mở

ra và mang đầy dầu vào, lượng dầu sau đó được đẩy ra khỏi bơm đi tới các bộ phận cần bôi trơn

1.5 BÌNH LỌC DẦU

1.5.1 Nhiệm vụ yêu cầu của bình lọc

Bình lọc dầu dùng để lọc sạch dầu trong hệ thống bôi trơn Trong quá trình sử dụng, do sự bào mòn của các chi tiết nên sinh ra mùn kim loại, muội dầu, chất nhựa và tạp chất khác làm bẩn dầu, do đó dầu phải thường xuyên được lọc sạch thì mới bảo đảm cho động cơ làm việc được bình thường

Tất cả các động cơ hiện đại đều được trang bị bộ phận làm sạch dầu liên tục, nhờ đó giảm đáng kể mức độ hao mòn các chi tiết và kéo dài thời gian phục vụ của dầu Trong động cơ có thể làm sạch dầu bằng ba phương pháp : Lọc, lắng, lọc bằng

ly tâm

Tùy thuộc vào mức độ làm sạch của các loại bầu lọc mà mỗi loại bầu lọc có một yêu cầu về kết cấu và khả năng làm sạch của chúng cũng khác nhau bởi vì chúng được lắp đặt ở những vị trí khác nhau và làm những nhiệm vụ lọc sạch với mức độ sạch khác nhau

1.5.2 Bình lọc thô

Theo cấu tạo của phần tử lọc, người ta chia lọc thô ra các loại : Lọc qua sợi, qua đĩa, qua tấm lọc

Trên (hình 1.17) trình bày cấu tạo bình lọc thô kiểu tấm khe hở

Cấu tạo: Bình lọc bao gồm các phần tử sau đây :

1 Viên bi van an toàn; 7 Ốc xả cặn dầu;

2 Trục lá gạt cặn; 8 Cốc lắng cặn;

3 Lá gạt cặn; 9 Vỏ bầu lọc trên;

4 Những lá dọc; 10 Phớt chắn dầu;

5 Lá chêm giữa; 11 Mũ ốc chắn dầu;

6 Lá dọc ; 12 Trục giữa của bầu lọc;

13.Tay quay

Bầu lọc thô dùng để làm sạch dầu bước đầu, bầu lọc thô gồm có vỏ trên, vỏ dưới, trục lõi lọc (gồm có các lá lọc và lá chêm xếp xen kẽ nhau, giữa hai lá lọc và lá chêm có khe hở 0,08mm, ở mỗi khe hở có xen một lá gạt cặn)

Lõi lọc bắt vào trục lõi lọc, đầu trên của trục bắt ra ngoài vỏ bầu lọc có tai hồng(tay quay) vặn chặt

Hình 1.17 Bầu lọc thô

Nguyên lý làm việc : Dầu vào (theo đường mũi tên ) đi qua khe hở giữa lá lọc và lá chêm giữa, tạp chất sẽ bị giữ lại, còn dầu bôi trơn tương đối sạch đi vào giữa lõi lọc rồi ra ở đường dầu (theo đường mũi tên ra ) Sau đó dầu đi vào đường dầu chính của động cơ Vặn tay quay của lõi lọc thì có thể gạt được những cặn bẩn đọng lại ở trong khe hở của lõi lọc Cặn bẩn này lắng xuống đáy bầu lọc Đến một thời gian nào đó thì tháo ốc ở đáy để xả dầu bẩn ra ngoài Nếu lõi lọc quá bẩn, dầu sẽ không đi qua được thì viên bi thép của van an toàn sẽ bị áp lực dầu đẩy mở ra, dầu qua đó trực tiếp đi vào đường dầu chính Van an toàn 1 sẽ mở khi lọc tắc, đưa dầu bôi trơn đi bôi trơn (không qua lọc ) Lọc qua khe có kích thước hạt giữ lại khoảng ( 0,07- 0,12 )mm, tốc độ dầu qua lọc khoảng (6-12 )cm/s, sức cản thủy động khoảng ( 0,2-0,5 )Kg/cm2 Các bình lọc thô lọc toàn bộ số dầu số dầu tuần hoàn trong máy Để nâng cao sức sống cho máy và để có thể sửa chữa, thay thế ruột lọc

trong lúc máy vẫn làm việc, người ta thường đặt hai tấm lọc thô làm việc song song và bố trí van ba ngả để điều khiển sự làm việc độc lập hay song hành của chúng Ở một số động cơ người ta gắn thêm bộ lọc dầu nội ngay bên dưới thùng dầu để lọc trước khi xả (hình1.18)

Hình 1.18 Bộ lọc dầu nội gắn với bơm dầu bên trong thùng dầu

1.5.3 Bầu lọc tinh

Bầu lọc tinh có thể lọc được các tạp chất có đường kính hạt rất nhỏ đến 0,1mm Do đó sức cản của lọc tinh rất lớn nên phải lắp theo mạch rẽ và lượng dầu phân nhánh qua lọc tinh không qúa 20% lượng dầu của toàn mạch Dầu sau khi qua lọc tinh thường trở về cácte

Cấu tạo : Bầu lọc tinh bao gồm các phần tử cơ bản sau: (hình 1.19 ) Bầu lọc tinh dùng để lọc sạch dầu làm cho dầu trở nên tinh khiết trước khi đưa vào bôi trơn Trong bầu lọc có lắp ống trung tâm Thân ống có lỗ nhỏ Miệng dưới của ống bắt với lỗ dầu ra và lỗ dầu vào, vỏ bầu lọc lắp với ống dầu vào Nắp bầu lọc bắt chặt với đầu trên ống trung tâm bằng đai ốc Lõi lọc lồng vào ống trung tâm, trên và dưới có tấm chắn Phía trên cũng có lò xo ép chặt Lõi lọc tinh phần lớn làm bằng giấy ép và sợi hóa học

Hình 1.19 Bầu lọc tinh

Lõi lọc giấy gồm có lá lọc bằng giấy khoét rỗng và lá lọc bằng giấy không khoét xếp xen kẽ với nhau

Nguyên lý làm việc : Một phần dầu bôi trơn ở bầu lọc thô đưa đến, đi qua lỗ dầu vào bầu lọc tinh lọt qua khe hở giữa lỗ khoét rỗng và chỗ khuyết Tạp chất sẽ

bị gạt lại ngoài lõi lọc và dầu đã được lọc sạch chảy vào lỗ khoét rỗng và rãnh dầu Dầu đi qua lỗ nhỏ ở ống trung tâm vào trong lỗ trung tâm rồi qua lỗ dầu ra theo đường về cácte

1.5.4 Bầu lọc cơ khí

Theo kết cấu có thể chia lọc dầu thành các loại : bầu lọc cơ khí, bầu lọc ly tâm, bầu lọc từ tính

Bầu lọc thấm được dùng rất rộng rãi cho động cơ đốt trong Nguyên lý làm việc của bầu lọc thấm như sau : dầu có áp suất cao thấm qua các khe hở nhỏ của phần tử lọc Các tạp chất có kích thước lớn hơn kích thước khe hở sẽ bị giữ lại Vì vậy, dầu được lọc sạch Bầu lọc thấm có nhiều dạng kết cấu phần tử lọc khác nhau

Trên (hình1.20) trình bày cấu tạo bầu lọc thấm dùng lưới lọc, các thành phần chính của bầu lọc bao gồm :

Hình 1.20 Bầu lọc cơ khí

1 Thân bầu lọc; 4 Đường dầu ra;

2 Đường dầu vào; 5 Phần tử lọc;

3 Nắp bầu lọc; 6 Lưới của phần tử lọc

Bầu lọc thấm dùng lưới lọc bằng đồng thường được dùng trên động cơ tàu thủy và động cơ tĩnh tại Lõi lọc gồm các khung lọc 5 bọc bằng lưới đồng ép sát trên trục của bầu lọc Lưới đồng dệt rất dày có thể lọc sạch tạp chất có kích thước 0,1 - 0,2 mm

Nguyên lý làm việc : Dầu bẩn có áp suất cao đi vào bầu lọc theo đường dầu vào số 2 sau đó thấm qua các khe hở nhỏ của lưới lọc rồi chui qua các lỗ nhỏ trên ống và thoát ra ngoài theo đường dầu số 4 Các tạp chất có kích thước lớn hơn kích thước khe hở sẽ bị giữ lại Vì vậy, loại bầu lọc thấm này chỉ lọc được những phần tử có kích thước nhất định

Hình 1.21 Bầu lọc ly tâm

Trên (hình 1.21) trình bày kết cấu điển hình của bầu lọc ly tâm Kết cấu của bầu lọc bao gồm các phần tử chính sau :

1 Thân bầu lọc; 7 Rôto;

2 Đường dầu về cácte; 8 Vít điều chỉnh;

3 Đường dầu vào lọc; 9 Ống lấy dầu sạch;

4 Van an toàn; 10 Ống lấy dầu sạch

5 Đường dầu đi bôi trơn; 11 Lỗ phun;

6 Vòng bi đơ;

Nguyên lý làm việc: Dầu bẩn có áp suất cao theo đường dầu số 3 vào rôto 7 của bầu lọc Rôto được lắp trên vòng bi đỡ 6 và trên rôto có các lỗ phun 11 Dầu trong rôto khi phun qua các lỗ phun 11 tạo ra ngẫu lực làm quay rôto với tốc độ có thể đạt 5000 đến 6000 vòng/phút, sau đó chảy trở về Dưới tác dụng của phản lực, rôto bị nâng lên và tì vào vít điều chỉnh 9 Do ma sát với bề mặt trong của rôto nên dầu cũng quay theo Cặn bẩn trong dầu có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của dầu sẽ văng ra xa sát vách rôto (theo đường dạng parabol) nên dầu càng gần tâm rôto càng sạch Dầu sạch theo đường ống 10 đến đường dầu 5 đi bôi trơn

Theo thời gian làm việc, cặn bẩn lưu giữ trong bầu lọc làm giảm dần khả năng lọc của bầu lọc Để đánh giá mức độ bẩn của bầu lọc có thể căn cứ vào thời gian từlúc dừng động cơ đến khi không nghe thấy tiếng quay của rôto Thời gian này càng ngắn, chứng tỏ lọc càng bị bẩn Sau một thời gian làm việc nhất định (do nhà chế tạo quy định ) bầu lọc được bảo dưỡng để làm sạch cặn bẩn đọng bám trên vách rôto

Hiện nay, bầu lọc ly tâm được dùng rộng rãi vì có các ưu điểm sau đây : + Do không dùng lõi lọc nên khi bảo dưỡng không phải thay các phần tử lọc + Khả năng lọc tốt hơn nhiều so với lọc thấm dùng lõi lọc

+ Tính năng lọc ít phụ thuộc vào mức độ cặn bẩn đọng bám trong bầu lọc

1.5.5.Máy lọc ly tâm cánh hình côn

Trong bầu lọc tinh, vật liệu để lọc dầu cũng là giấy thấm, len, dạ,ï vải Nhưng dùng một thời gian rồi bỏ đi thay lọc mới mà không rửa để dùng lại Ở bầu lọc tinh thường có van an toàn để bảo đảm lúc nào cũng có dầu bôi trơn Nhưng loại bầu lọc khá phổ biến trong các động cơ tàu biển là các loại máy lọc

ly tâm cánh hình côn, máy lọc ly tâm phản lực

Trên (hình 1.21) trình bày kết cấu của máy lọc ly tâm cánh hình côn Kết cấu bao gồm các thành phần chính sau :

1 Đường dầu vào; 6 Buồng nước;

2 Đường thoát nước và chất bẩn; 8 Đường thoát dầu sạch;

3 Buồng chứa dầu bẩn; 9 Ngăn chứa nước;

4 Buồng chứa dầu sạch; 10 Tầng chứa tạp chất cứng;

5 Không gian điều chỉnh; 11 Ống quay;

12 Mâm; 13 Các chóp hình côn

Hình 1.21 Bầu lọc ly tâm hình côn

Nguyên lý làm việc : Dầu bẩn vào cửa dầu 1 đến ngăn chứa dầu 3, rồi vào ống quay 11 theo khe hở giữa ống quay 11 và mâm 12, chảy xuống đáy các chóp côn 13, đi vào bầu đang quay Ở đây một số tạp chất lắng xuống tầng chứa tạp chất cứng 10, còn một số lớn tạp chất và dầu bẩn theo những lỗ nhỏ trên các chóp côn chạy lên Dưới tác dụng của lực ly tâm : Dầu, nước và tạp chất bắt đầu tách ra, vì nước và tạp chất có tỷ trọng lớn nên sức ly tâm lớn hơn, do đó theo mặt nghiêng chóp côn lọt ra phía ngoài Các lỗ trên chóp côn đều thẳng hàng với nhau, nên hình thành một đường ranh giới giữa nước và dầu

Chóp côn trên cùng kín là để phân chia dầu và nước chảy ra hai đường khác nhau Dầu chảy vào phía trong tập trung ở không gian 4 rồi theo đường 8 ra ngoài Nước và tạp chất chảy ra phía ngoài tập trung ở buồng 6 rồi theo đường 2 đi ra

Nếu dầu vào máy nhiều qúa thì tràn lên đỉnh rồi đi ra theo đường ống 7 Toàn bộ thiết bị này được đặt trên ống quay 11 Tạp chất lắng xuống, sau một thời gian nhất định phải lấy ra, đồng thời phải rửa sạch máy, tránh tình trạng tích lũy nhiều tạp chất nút kín các lỗ nhỏ của nước và dầu, ảnh hưởng đến chất lượng lọc

Máy lọc ly tâm phản lực

Máy lọc ly tâm phản lực cũng dùng để lọc tinh dầu nhờn khỏi những tạp chất rắn Máy có thể lắp trên hệ thống dầu nhờn song song với bầu lọc thô dầu nhờn, hay với dòng dầu nhờn đi vào ống dầu chính

Trong trường hợp đặt song song với bầu lọc thô thì tất cả dầu đã lọc sạch đều đổ vào cácte, trong trường hợp sau một phần chảy vào cácte còn một phần dẫn vào ống dẫn dầu chính, sau đó tới các bề mặt ma sát

Trên (hình 1.23) trình bày cấu tạo và hoạt động của máy lọc ly tâm phản lực đặt song song

Máy lọc ly tâm phản lực đặt song song thường đặt cùng một chỗ với bầu lọc thô kiểu phiến Khi đó máy lọc giữ vai trò bầu lọc tinh

Máy lọc ly tâm phản lực cấu tạo bao gồm các chi tiết chủ yếu sau đây : rôto

10, quay trên bệ đỡ 7 và 13 quanh trục thẳng đứng 14 Rôto 10 phía trên được đậy bằng nắp 12 Ở đây rôto có ép chặt hai ống thép 9 có xẻ rãnh 11 ở phía trên, trên có chụp mạng lưới Phần dưới của ống 9 thông với rãnh 6 đặt ở đáy rôto theo phương tiếp tuyến rãnh 6 kết thúc bằng vòi phun

Nguyên lý làm việc : Dầu nhờn từ cácte được bơm, bơm tới không gian của rôto 10 theo rãnh 1 khoan thẳng đứng ở tâm 14 và lỗ theo hướng đường kính 8 dưới áp suất từ 4, 5 đến 6 atmôtphe

Hình 1.23 Máy lọc ly tâm phản lực

Khoảng 95 đến 96% dầu qua lỗ dạng đặc biệt gọi là giclơ 21 khoan theo rãnh 22 và cung cấp dưới áp suất 2 đến 2,5 atmôtphe vào bầu lọc kiểu phiến, và từ đó dẫn đến các mặt công tác Dầu còn lại khoảng 4 đến 5% vào không gian của rôto và từ đó chui qua rãnh xẻ 11 vào ống 9 thông qua rãnh 6 vào vòi phun Dầu từ vòi phun dưới áp suất 4, 5 đến 6 atmôtphe phun từ lỗ vòi phun với tốc độ rất lớn Vì lúc này vòi phun do tác dụng của phản lực R với chiều ngược với dòng chảy của dầu tạo ra mômen quay với cặp lực RR có cánh tay đòn 1 dẫn đều rôto 10 quay với tốc độ 6000 vòng/phút

Do tốc độ rôto quay lớn, những tạp chất rắn cùng quay với tốc độ của dầu dưới tác dụng của lực ly tâm, chúng bị văng mạnh hơn và bị loại dần từ tâm tới thành của rôto và giữ lại ở thành này ở dạng một lớp muội bám thành mảng Khóa

ba ngả, có tác dụng như xupáp nhiệt, nằm giữa ngã ba, đưa dầu đã lọc của bình lọc

sơ ra két dầu làm mát hoặc ra mạch dầu chính để đi bôi trơn cho các bộ phận của động cơ Máy lọc ly tâm phản lực không lọc được những hạt nhỏ, nhưng dưới tác dụng của lực ly tâm những hạt kim loại và khoáng vật sẽ bị văng tới thành rôto nên dầu vẫn sạch

Máy lọc ly tâm toàn dòng

Máy lọc ly tâm toàn dòng hoạt động và cấu tạo tốt hơn loại đặt song song, vì máy này đóng vai trò cho cả bầu lọc thô và bầu lọc tinh

Trên (hình 1.24) trình bày cấu tạo của máy lọc ly tâm toàn dòng Trong máy lọc này tất cả dầu đều được lọc sạch và đi bằng hai con đường, một phần qua vòi phun ở đáy, bảo đảm cho rôto quay, phần khác đi từ đường ống dẫn tới bề mặt công tác

Nguyên lý làm việc : Khi động cơ làm việc, dầu chưa lọc từ bơm dầu bơm từ đáy cácte của động cơ được đưa vào rãnh 4, từ đó dầu dâng lên phía trên theo rãnh giữa ống 5 và trục 13 của rôto sau đó qua lỗ 22 vào không gian 9 của rôto Phần dầu được lọc sạch trong rôto qaua vòi phun 7 chảy vào đáy Còn phần khác qua lỗ

12 và 20 sau đó qua lỗ ra và rãnh trong trục 13 nhập vào rãnh 1 tới ống dẫn dầu chính

Trong trường hợp khởi động, động cơ còn lạnh hay khi lỗ 12 và 20 bị tắc, dầu sẽ thoát theo van an toàn 2 và trộn lẫn dầu chưa lọc vào ống dẫn dầu chính

Hình 1.24 Máy lọc ly tâm toàn dòng

1 Đường dầu sạch 13 Trục rôto

2 Van an toàn 14 Vòng đệm giữa

3 Vỏ bầu lọc 15 Vòng đệm phía trên

4 Đường dầu vào 16 Ê cu

5 Ống dẫn dầu ra 17 Nút kiểm tra

6 Bệ đỡ dưới 18 Bệ đỡ phía trên

7 Miệng phun 19 Ê cu

8 Vỏ rôto 20 Lỗ thông đừng vào ra rôto

9 Không gian đựng dầu 21 Lỗ thông từ đường dầu vào

10 Ống rôto 22 Lỗ thông đừng vào ra rôto

11 Nắp bằng lưới 23 Rôto chính

12 Lỗ thông từ đường dầu ra rôto 24 Vòng đệm

25.Ống lót 26 Nút

Bình lọc ly tâm phản lực thủy lực, không tự làm sạch XTZ

Bình lọc ly tâm lợi dụng sự ly tâm khi quay khối dầu bẩn trong một bình kín, để tách ly các phần tử có khối lượng riêng khác nhau, ra nằm ở các vùng khác nhau, rồi lấy dầu sạch ra dùng

Hình 1.25 Bầu lọc ly tâm phản lực không tự làm sạch XTZ

1 Dầu vào 4 Ống tâm

2 Miệng phun 5.Ống dầu sạch

Loại bình lọc ly tâm quay với tốc độ chậm, chất lượng lọc kém hơn Nó thường dùng để lọc thô các tạp chất cơ học (cát, bụi, mạt kim loại )

Loại bình lọc ly tâm có tốc độ quay cao (10.000 -15.000 ) vòng/phút, có khả năng phân ly cao, chất lượng lọc tốt hơn (có thể tách được keo nhựa, nước… ra khỏi dầu ) Theo nguồn lực để quay rôto của bình lọc, người ta chia bình lọc ly tâm ra làm hai loại :

- Rôto quay bằng phản lực thủy lực, thường dùng để lọc tinh, ứng dụng ở động cơ cao tốc

- Rôto được truyền động độc lập bằng động cơ điện, có thể sử dụng để lọc thô, lọc tinh, (tùy tỉ số truyền từ môtơ điện đến rôto lọc ) trong các máy tàu thủy, tốc độ châm

Trên (hình 1.25) trình bày cấu tạo của bình lọc ly tâm phản lực thủy lực, không tự làm sạch của động cơ 3Đ100 Kết cấu bao gồm các chi tiết cơ bản sau đây : 1 Đường dầu vào; 2 Miệng phun; 3 Rôto; 4 Ống tâm; 5 Ống dầu sạch; 6.Trục

Nguyên lý làm việc : dầu bẩn theo ống 1 tới ống trung tâm và theo các lỗ khoan xuyên tâm đi ra rôto 3 Nhờ áp suất, dầu phun ra qua hai miệng phun 2 đặt ngược chiều nhau, tạo mômen quay cho rôto Chính dầu phun ra là dầu sạch vì nó được lấy từ vùng gần tâm quay Cấn cặn có khối lượng riêng lớn hơn, ly tâm ra, bám vào thành bình rôto

Ở loại bình lọc ly tâm này áp suất dầu bẩn đưa vào bình khoảng (3-6 ) Kg/cm2 Với P = 6 Kg/cm2, lỗ phun có d=2mm, lưu lượng khoảng 12lít/phút; nhiệt độ dầu khoảng 800 C, Rôto sẽ quay với tốc độ 3500 vòng/phút

Thời gian làm việc liên tục của loại bình này chỉ khoảng (3 -5 ) giờ Sau đó phải dừng để lấy cấn cặn ra Vì vậy người ta gọi bình lọc ly tâm loại này là loại không tự làm sạch

1.6 BÌNH LÀM MÁT DẦU

1.6.1 Nhiệm vụ, yêu cầu

Két làm mát dầu có tác dụng hạ thấp nhiệt độ của dầu xuống mức quy định

70 -800 C để bảo đảm chất lượng bôi trơn bằng cách đưa dầu nóng đi qua két làm mát dầu Két làm mát bằng không khí (gió) được đặt phía trước két nước làm mát động cơ

Khi động cơ làm việc dầu lưu thông trong hệ thống bôi trơn, tiếp xúc với những bộ phận bị đốt nóng, hoặc do ma sát nóng lên Khi nhiệt độ của dầu lên quá

900C thì tính chất bôi trơn của dầu kém đi, có hại cho các bề mặt làm việc, đồng thời dầu dễ bị biến chất, thời gian dùng dầu ngắn lại Vì vậy, trong hệ thống bôi trơn người ta chế tạo bộ làm mát dầu

Két làm mát dầu gồm có các ống dẫn dầu bằng thép hoặc đồng ghép với những lá tản nhiệt như két nước Trước két làm mát dầu có lắp van an toàn để tránh làm vỡ ống tản nhiệt khi nhiệt độ của dầu thấp ( áp suất dầu sẽ lớn ) Lò xo van điều chỉnh với áp suất 1,5 -2 Kg/cm2 Khi áp suất dầu lớn, van này sẽ mở để dầu không qua két mà trở về cácte hoặc qua bầu lọc thô đi bôi trơn Khi dầu nóng tới 75 -850 C, sức cản của két nhỏ, van sẽ đóng lại cho dầu qua két làm mát

1.6.2 Các loại bình làm mát thường gặp .

Người ta làm giảm nhiệt độ của dầu bằng các bình làm mát Ở đây, dầu truyền nhiệt cho môi chất làm mát như nước, không khí… Động cơ ôtô, máy kéo thường dùng không khí Động cơ tàu thủy thường dùng nước để làm môi chất nhận nhiệt từ dầu

Trên (hình 1.26) trình bày cấu tạo bình làm mát "dầu nước" của máy thủy Kết cấu bao gồm các chi tiết cơ bản sau:

1 Nắp bình; 5 Nắp bình;

2 Tấm tròn; 6 Các đai dẹt;

3 Vỏ bình; 7 Các ống nước;

4 Đường dầu vào; 8 Đường dầu ra;

Trong vỏ 3 và hai nắp 5,1, có một ruột gồm các ống đồng song song, hai đầu gắn vào hai tấm tròn 2, đoạn giữa gắn các đai dẹt 6 Ruột này có một đầu ghép chặt với vỏ, đầu còn lại (tấm 2) có thể trượt dọc tự do so với vỏ, phòng khi khối ống có dãn nở nhiệt, các mối hàn sẽ không bị phá hỏng

Nguyên lý làm việc: Thông thường người ta cho nước có nhiệt độ thấp chuyển động dọc trong các ống đồng, còn dầu nóng chuyển động vòng xoắn ốc ở phía ngoài Nếu cấn nước có đọng trong các thành ống, ta có thể làm sạch dễ dàng

Trên (hình 1.27) trình bày cấu tạo bình làm mát dầu loại nhiều đĩa:

Hình 1.27 Bình làm mát nước dầu

- Hoạt động của van nhiệt 2 như sau: khi dầu động cơ lạnh, van nhiệt được mở và dầu từ bơm dầu đi qua van khác để tới bình lọc dầu Khi nhiệt độ dầu tăng lên van nhiệt đóng lại Dầu được đi qua bình làm mát sẽ chảy vào bình lọc, đi bôi trơn cho các chi tiết của động cơ

Hình 1.28 Bộ tản nhiệt

:Đườngnước;

: Đường dầu;

Yêu cầu của các loại van này là phải luôn luôn ở vị trí sẵn sàng làm việc khi có sự cố về áp suất tăng cao ở các đường ống

1.7.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động.

Để điều chỉnh áp suất dầu lớn nhất trong hệ thống trên ống thoát của bơm có lắp van điều chỉnh áp lực dầu Khi áp lực dầu cao quá mức quy định van sẽ mở cho dầu trở về đường ống hút Van điều chỉnh áp lực dầu cấu tạo kiểu píttông hoặc kiểu dùng

13

2

Trên (hình 1.29) trình bày nguyên lý làm việc của van giảm áp và cấu tạo của van an toàn

Cấu tạo của van giảm áp bao gồm các phần tử :

1 Vỏ van; 2 Van; 3 Lò xo van; 4 Mũ ốc điều chỉnh áp lực lò xo; 5 Đường dầu vào; 6 Đường dầu ra

Hình 1 29 Nguyên lý làm việc của van giảm áp

Nguyên lý làm việc của van giảm áp: Khi áp suất bình thường lò xo ép viên

bi thép đóng kín rãnh thông giữa đường dầu vào với đường dầu ra (hình 1.29a ) Khi áp suất vượt quá mức quy định tức là khi thắng lực đàn hồi của lò xo thì nó sẽ đẩy viên bi làm thông đường dầu ra và đường dầu vào với nhau (hình 1.29b ) Do đó có một phần dầu lại trở về đường dầu vào, hạn chế áp lực dầu lên cao quá mức quy định

Van an toàn : Khi bình lọc thô bị tắc, do sự chênh lệch áp suất giữa dầu trong bình lọc và mạch dầu chính nên van an toàn mở ra, dầu chưa được lọc sẽ vào thẳng mạch dầu chính đi bôi trơn cho các bề mặt cần bôi trơn Van an toàn dùng để xả dầu chưa lọc vào cácte động cơ khi áp suất dầu ở rôto tăng quá mức quy định.Van an toàn cần mở ra khi áp suất dầu ở đầu vào rôto trong giới hạn từ 6,5 -7 atmốtphe

7 6 4 5 9 8 VAN ĐIỀU CHỈNH ÁP LỰC DẦU

8 5 4

6 7 9

VAN AN TOÀN

Hình 1.30 Cấu tạo của van điều chỉnh và van an toàn Van xả: Van xả dùng để xả dầu thừa về cácte khi áp suất vượt quá giới hạn quy định Van xả phải điều chỉnh sao cho khi nhiệt độ dầu trên 700 ở chỗ gối đỡ chính thức ba có áp suất trong giới hạn từ 2,5 -3,5 atmốtphe Nhiệm vụ của van xả là giữ cho áp suất trong mạch dầu chính ở một giới hạn nhất định Khi lượng dầu lưu thông trong mạch dầu chính quá nhiều thì van xả sẽ ra, một phần dầu sẽ qua van trở về cácte

1.8 CÁC BỘ CHỈ BÁO HỆ THỐNG BÔI TRƠN

1.8.1 Bộ chỉ báo áp suất dầu

Bộ chỉ báo áp suất dầu ở bảng điều khiển, báo hiệu cho người điều khiển phương tiện, nếu áp suất dầu quá thấp hay quá cao, để có phương pháp điều chỉnh

Có bốn loại thiết bị chỉ báo áp suất dầu

* Đèn chỉ báo: Được mắc nối tiếp với ăc quy, công tắc đánh lửa và công tắc áp suất dầu trên động cơ (Hình 1.?)

Hình1.31 Đồng hồ đo áp suất dầu Hình1.32: Mạch điện của đèn áp suất dầu

Nguyên lý hoạt động : Công tắc áp suất dầu đống khi động cơ ngừng hoạt động Khi bật công tắc đánh lửa ON, đèn chỉ báo sáng Ngay khi động cơ khởi động, áp suất hình thành trong

hệ thống bôi trơn làm công tắc áp suất dầu mỡ và đèn chỉ báo tắt Khi áp suất dầu trong động

cơ thấp hơn áp suất tối thiểu được xác lập trước, công tắc áp suất dầu đống và đèn chỉ báo bật sáng