Đồ án tốt nghiệp : Khảo sát hệ thống bôi trơn của động cơ KAMAZ 740

Hệ thống bôi trơn của các loại động cơ đốt trong đều dùng dầu nhờn đệm vào giữa các bề mặt chuyển động tương đối với nhau, nhằm mục đích ngăn cản hoặc giảm bớt sự tiếp xúc trực tiếp giữa

1 MỤC ĐÍCH - Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI:

1.1: Ý NGHĨA KINH TẾ:

Ngày nay, động cơ đốt trong đã phát triển rộng khắp trên mọi lĩnh vực: Giao thông vận tải (đường bộ, đường sắt, đường thuỷ, hàng không ), nông nghiệp, công

nghiệp, xây dựng, quốc phòng

Ngoài việc được sử dụng song hành với các loại động cơ nhiệt khác trong một

số lĩnh vực, cho đến nay động cơ đốt trong là động lực duy nhất được sử dụng Tổng công suất do động cơ đốt trong tạo ra chiếm khoảng 90% công suất thiết bị động lực

do mọi nguồn năng lượng tạo ra (bao gồm: Nhiệt năng, thuỷ năng, năng lượng nguyên

tử, năng lượng mặt trời ) Trong đó, động cơ đốt trong loại piston có hiệu suất cao nhất trong các loại động cơ đốt trong, chiếm số lượng lớn nhất và được sử dụng rộng rãi nhất Vì thế, thuật ngữ “động cơ đốt trong” còn có ý dùng ngắn ngọn để chỉ động

cơ đốt trong loại piston, ngoài ý chỉ tổng quát về động cơ đốt trong Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, người ta phân ra trong động cơ đốt trong làm nhiều hệ thống như: Hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát, hệ thống nhiên liệu mỗi hệ thống đều có tầm quan trọng nhất định Trong đó, hệ thống bôi trơn là một trong những hệ thống chính của động cơ đốt trong

1.2: Ý NGHĨA VỀ KỸ THUẬT:

Trong quá trình học tập các môn học chuyên ngành về động cơ đốt trong, đồ án tốt nghiệp với đề tài khảo sát, mà cụ thể là khảo sát một hệ thống bất kỳ của động cơ đốt trong giúp cho sinh viên biết cách tìm hiểu một trong các hệ thống đó, trên cơ sở khảo sát tương tự sẽ nắm bắt sâu hơn các hệ thống khác của động cơ đốt trong Ngoài

ra, việc khảo sát này còn giúp cho sinh viên có thêm kinh nghiệm, biết hướng để đi sâu tìm hiểu một hệ thống bất kỳ trong động cơ đốt trong và thêm nhiều kinh nghiệm sau khi ra trường Do vậy, đề tài khảo sát hệ thống bôi trơn là một trong những đề tài đã

nói trên

2 ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

2.1.YÊU CẦU CHUNG VỀ HỆ THỐNG BÔI TRƠN TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Bôi trơn tốt các bề mặt ma sát, bảo vệ cho bề mặt kim loại, tẩy rửa đi các hạt kim loại bong ra trong quá trình ma sát, nhằm giúp làm kín giữa các piston và xilanh ngoài ra còn tạo chêm dầu giữa các bề mặt ma sát để tránh mài mòn và tránh va đập

trong động cơ khi động cơ làm việc và làm mát động cơ, giúp cho động cơ làm việc tốt hơn và đảm bảo cho động cơ làm việc ở nhiệt độ cho phép Nhiệt độ dầu bôi trơn khoảng 801600c nếu lớn hơn nhiệt độ trên dầu sẻ bốc cháy Nhưng nếu dầu bôi trơn làm mát nhiều quá thì sẽ làm mất hiệu suất nhiệt của động cơ Yêu cầu công suất động

cơ hệ thống bôi trơn không được vượt quá 35%, dầu bôi trơn dể tìm, dễ thay thế, thời

gian sử dụng lâu dài

2.1.1 Bôi trơn các bề mặt ma sát, làm giảm tổn thất ma sát

Hệ thống bôi trơn của các loại động cơ đốt trong đều dùng dầu nhờn đệm vào giữa các bề mặt chuyển động tương đối với nhau, nhằm mục đích ngăn cản hoặc giảm bớt sự tiếp xúc trực tiếp giữa hai bề mặt ma sát Tuỳ theo chất và lượng của lớp dầu bôi trơn ma sát trượt được chia làm ba loại: ma sát khô (không có dầu), ma sát ướt (luôn luôn có dầu ngăn cách hai bề mặt ma sát), ma sát tới hạn (nửa khô, nửa ướt)

Ma sát nửa khô, nửa ướt

Xảy ra khi màng dầu nhờn ngăn cách bề mặt ma sát bị phá hoại Mặt ma sát tiếp xúc cục bộ ở những nơi màng dầu nhờn bị phá hoại

Ma sát tới hạn

Là trạng thái ma sát trung gian giữa ma sát ướt và ma sát khô Khi xảy ra ma sát tới hạn, trên bề mặt ma sát tồn tại một lớp dầu nhờn, nhưng lớp dầu này rất mỏng Màng dầu này chịu tác dụng của lực phân tử của bề mặt kim loại nên bám chặt trên bề mặt kim loại và mất đi khả năng di động Vì vậy, trong trường hợp này, lực ma sát quyết định bởi quá trình sản sinh do kết quả của lực tương tác giữa bề mặt ma sát với màng dầu nhờn bám lên nó

Hệ số ma sát

Tuỳ thuộc vào vị trí và điều kiện làm việc cụ thể của ổ trục mà ta chọn vật liệu

chế tạo ổ trục ứng với hệ số ma sát, hoặc ngược lại cho hợp lý Hệ số ma sát của các loại vật liệu ổ trục trong điều kiện ma sát khô và ma sát ướt bảng 2.1:

Bảng 2.1 Hệ số ma sát của một số loại vật liệu

Ma sát khô Ma sát ướt Gang với gang

Gang với đồng Thép với thép Thép với đồng Thép với babít Thép với nhôm

0.15 0.150.2 0.15 0.15 0.25 0.28 0.26

0.070.12 0.07 0.15 0.050.1 0.010.15 0.050.1 0.050.1

2.1.2 Làm mát ổ trục

Sau một thời gian làm việc, công sinh ra từ quá trình cháy, do tổn thất ma sát sẽ chuyển thành nhiệt năng Chính nhiệt năng này làm cho nhiệt độ của ổ trục tăng lên rất cao Nếu không có dầu nhờn, các bề mặt ma sát nóng dần lên quá nhiệt độ giới hạn cho phép, sẽ làm nóng chảy các hợp kim chống mài mòn, bong tróc, cong vênh chi tiết Dầu nhờn trong trường hợp này đóng vai trò làm mát ổ trục, tải nhiệt do ma sát sinh ra khỏi ổ trục, đảm bảo nhiệt độ làm việc bình thường của ổ trục So với nước, tuy rằng dầu nhờn có nhiệt hoá hơi khoảng 4070 Kcal/kg Trong khi đó nhiệt độ hoá hơi của nước là 590 Kcal/kg, khả năng dẫn nhiệt của dầu nhờn cũng rất nhỏ: 0,0005 cal/0C.g.s, của nước là 0,0015 cal/0C.g.s Nghĩa là khả năng thu thoát nhiệt của dầu nhờn rất thấp so với nước Thế nhưng, nước không thể thay thế được chức năng của dầu nhờn, do còn phụ thuộc vào một số đặc tính lý hoá khác Vì lý do đó, để dầu nhờn phát huy được tác dụng làm mát các mặt ma sát Đòi hỏi bơm dầu nhờn của hệ thống bôi trơn phải cung cấp cho các bề mặt ma sát một lượng dầu đủ lớn

2.1.3 Tẩy rửa bề mặt ma sát

Khi hai chi tiết kim loại ma sát với nhau, các mạt kim loại sẽ sinh ra trên các bề mặt ma sát, làm tăng mài mòn Nhưng nhờ có lưu lượng dầu đi qua bề mặt ma sát đó, các mạt kim loại và cặn bẩn ở trên bề mặt đựơc dầu mang đi, làm cho bề mặt sạch,

giảm lượng mài mòn

2.1.4 Bao kín buồng cháy

Do có lớp dầu giữa hành xylanh và piston, giữa xecmăng và rãnh xecmăng nên

giảm được khả năng lọt khí xuống cacte

Ngoài bốn nhiệm vụ trên, dầu nhờn còn có tác dụng như một lớp bảo vệ chống ăn mòn hoá học

2.2 HỆ THỐNG BÔI TRƠN DÙNG CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

2.2.1 Các phương án bôi trơn trong động cơ đốt trong

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý bôi trơn bằng phương pháp vung toé dầu

1- Bánh lệch tâm; 2- Piston bơm dầu; 3- Thân bơm; 4-Cácte; 5-Điểm tựa; 6- Máng dầu

phụ; 7-Thanh truyền có thìa hắt dầu

2.2.1.1 Bôi trơn bằng phương án vung toé dầu:

Nguyên lý làm việc :

Bôi trơn vung toé trong động cơ nằm ngang

Bôi trơn vung toé trong động cơ đứng

Bôi trơn vung toé có bơm dầu đơn giản

Dầu nhờn được chứa trong cacte (4) khi động cơ làm việc nhờ vào thìa múc dầulắp trên đầu to thanh truyền (7) múc hắt tung lên

Nếu múc dầu trong cacte bố trí cách xa thìa múc thì hệ thống bôi trơn có dùng thêm bơm dầu kết cấu đơn giản để bơm dầu lên máng dầu phụ (6), sau đó dầu nhờn mới được hắt tung lên Cứ mỗi vòng quay của trục khuỷu thìa hắt dầu múc dầu lên một lần Các hạt dầu vung té ra bên trong khoảng không gian của cacte sẽ rơi tự do xuống các mặt ma sát của ổ trục Để đảm bảo cho các ổ trục không bị thiếu dầu, trên các vách ngăn bên trên ổ trục thường có các gân hứng dầu khi dầu tung lên

Ưu, nhược điểm:

- Ưu điểm: Kết cấu của hệ thống bôi trơn rất đơn giản, dễ bố trí

- Nhược diểm: Phương án bôi trơn này rất lạc hậu, không đảm bảo lưu lượng dầu bôi trơn của ổ trục, tuổi thọ dầu giảm nhanh, cường độ dầu bôi trơn không ổn định nên ít dùng

Phạm vi sử dụng:

Hiện nay, phương án này chỉ còn tồn tại trong những động cơ kiểu cũ, công suất nhỏ và tốc độ thấp: Thường dùng trong động cơ một xilanh kiểu xilanh nằm ngang có kết cấu đơn giản như T62, W1105 hoặc một trong vài loại động cơ một xilanh, kiểu đứng kết hợp bôi trơn vung té dầu với bôi trơn bằng cách nhỏ dầu tự động như động

cơ Becna, Slavia kiểu cũ

2.2.1.2 Phương án bôi trơn cưỡng bức:

Trong các động cơ đốt trong hiện nay, gần như tất cả đều dùng phương án bôi trơn cưỡng bức, dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn từ nơi chứa dầu, được bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một áp suất nhất định cần thiết, gần như đảm bảo tốt tất cả các yêu cầu về bôi trơn, làm mát và tẩy rửa các bề mặt ma sát ổ trục của hệ thống bôi

trơn

Hệ thống bôi trơn cưỡng bức của động cơ nói chung bao gồm các thiết bị cơ bản sau: Thùng chứa dầu hoặc cácte, bơm dầu, bầu lọc thô, bầu lọc tinh, két làm mát dầu nhờn, các đường ống dẫn dầu, đồng hồ báo áp suất và đồng hồ báo nhiệt độ của

dầu nhờn, ngoài ra còn có các van

Tuỳ theo vị trí chứa dầu nhờn, người ta phân hệ thống bôi trơn cưỡng bức thành hai loại: Hệ thống bôi trơn cácte ướt (dầu chứa trong cácte) và hệ thống bôi trơn cácte khô (dầu chứa trong thùng dầu bên ngoài cácte) Căn cứ vào hình thức lọc, hệ thống bôi trơn cưỡng bức lại phân thành hai loại: Hệ thống bôi trơn dùng lọc thấm và hệ thống bôi trơn dùng lọc ly tâm (toàn phần và không toàn phần) Ta lần lượt khảo sát

từng loại như sau:

2.2.1.3 Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte ướt :

a Sơ đồ và nguyên lý làm việc

Nguyên lý làm việc:

Dầu nhờn chứa trong cácte được bơm dầu 2 hút qua phao hút dầu 1(vị trí phao hút nằm lơ lững ở mặt thoáng của dầu để hút được dầu sạch và không cho lọt bọt khí),

sau đó dầu đi qua lọc thô 3, khi đi qua bầu lọc thô, dầu được lọc sạch sơ bộ các tạp chất cơ học có kích cỡ các hạt lớn, tiếp theo đó dầu nhờn được đẩy vào đường dầu chính 6 để chảy đến các ổ trục khuỷu, ổ trục cam, Đường dầu 5 trong trục khuỷu đưa dầu lên bôi trơn ở chốt, ở đầu to thanh truyền rồi theo đường dầu 8 lên bôi trơn chốt piston Nếu như không có đường dầu trên thanh truyền thì đầu nhỏ trên thanh truyền phải có lỗ hứng dầu Trên đường dầu chính còn có các đường dầu 13 đưa dầu đi bôi trơn các cơ cấu phối khí Một phần dầu (khoảng 15 ÷ 20% lượng dầu bôi trơn do bơm dầu cung cấp ) đi qua bầu lọc tinh 10 rồi trở về lại cácte Bầu lọc tinh có thể được lắp gần bầu lọc thô hoặc để xa bầu lọc thô, nhưng bao giờ cũng lắp theo mạch rẽ so với bầu lọc thô Đồng hồ M báo áp suất và đồng hồ T báo nhiệt độ của dầu nhờn Khi nhiệt độ của dầu bôi trơn lên cao quá 80 0C, vì do độ nhớt giảm sút, van điều khiển

C sẽ mở để dầu nhờn đi qua két làm mát dầu nhờn 11 Sau một thời gian làm việc bầu lọc thô có thể bị tắt do quá tải, van an toàn D của bầu lọc thô được dầu nhờn đẩy mở

ra, dầu lúc này không thể qua bầu lọc thô mà trực tiếp đi vào đường dầu chính 6 Để đảm bảo áp suất dầu bôi trơn có trị số không đổi trên cả hệ thống, trên hệ thống bôi trơn có lắp van an toàn a

Ngoài việc bôi trơn các bộ phận trên, để bôi trơn các bề mặt làm việc của xilanh, piston người ta kết hợp tận dụng dầu vung ra khỏi ổ đầu to thanh truyền trong quá trình làm việc ở một số ít động cơ, trên đầu to thanh truyền khoan một lỗ nhỏ để phun dầu về phía trục cam tăng chất lượng bôi trơn cho trục cam và xilanh

Ưu- nhược điểm:

Ưu điểm: Cung cấp khá đầy đủ dầu bôi trơn cả về số lượng và chất lượng, độ tin cậy làm việc của hệ thống bôi trơn tương đối cao

Nhược điểm: Do dùng cácte ướt (chứa dầu trong cácte ) nên khi động cơ làm việc ở độ nghiêng lớn, dầu nhờn dồn về một phía khiến phao hút dầu bị hẫng Vì vậy lưu lượng dầu cung cấp sẽ không đảm bảo đúng yêu cầu

+ Sơ đồ:

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte ướt

1- Phao hút dầu; 2- Bơm dầu nhờn; 3- Lọc thô; 4- Trục khuỷu; 5- Đường dầu lên chốt khuỷu; 6- Đường dầu chính; 7- Ổ trục cam; 8- Đường dầu lên chốt piston; 9- lỗ phun dầu; 10- Bầu lọc tinh; 11- Két làm mát dầu; 12- Thước thăm dầu; 13- Đường dẫn dầu a- Van an toàn của bơm dầu; b- Van an toàn của lọc thô; c- Van khống chế dầu qua két làm mát; T- Đồng hồ nhiệt độ dầu nhờn; M-Đồng hồ áp suất

b Phạm vi sử dụng:

Hầu hết các loại động cơ đôt trong ngày nay đều dùng phương án bôi trơn cưỡng bức do dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn được bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một áp suất nhất định nên có thể đảm bảo yêu cầu bôi trơn, làm mát và tẩy rửa mặt ma sát của ổ trục Nói chung hệ thống bôi trơn cácte ướt thường dùng trên động cơ ôtô làm việc trong địa hình tương đối bằng phẳng (vì ở loại này khi động cơ làm việc ở

độ nghiêng lớn, dầu nhờn dồn về một phía khiến phao hút dầu bị hẫng)

2.2.1.4 Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte khô

a Sơ đồ và nguyên lý làm việc:

Chỉ khác bôi trơn cưỡng bức cácte ướt là ở trong hệ thống này có thêm hai bơm hút dầu từ cácte về thùng chứa, sau đó bơm 2 mới chuyển dầu đi bôi trơn Trong hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte ướt, nơi chứa dầu đi bôi trơn là cácte, còn ở đây là thùng chứa dầu Van d thường mở

Trong một số động cơ tĩnh tại và tàu thuỷ, trên hệ thống bôi trơn còn bố trí bơm tay

hoặc bơm điện để cung cấp dầu nhờn đến các mặt ma sát và điền đầy các đường ống

dẫn trước khi khởi động động cơ Sơ đồ bố trí bơm tay hoặc bơm điện được giới thiệu

trên hình (3.4)

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte khô

1- Phao hút dầu; 2- Bơm chuyển dầu nhờn; 3- Bầu lọc thô; 11-Két làm mát dầu 14- Thùng chứa dầu; 15-Bơm hút dầu từ cácte về thùng chứa; a- Van an toàn của bơm; b- Van an toàn của bầu lọc thô; d- Van khống chế dầu qua két làm mát ; M- Đồng hồ áp suất; T- Đồng hồ nhiệt độ dầu nhờn

Ưu - nhược điểm:

Ưu điểm: Cácte chỉ hứng và chứa dầu tạm thời, còn thùng dầu mới là nơi chứa dầu để đi bôi trơn nên động cơ có thể làm việc ở độ nghiên lớn mà không sợ thiếu dầu, dầu được cung cấp đầy đủ và liên tục

Nhược điểm: Kết cấu phức tạp hơn, giá thành tăng lên do phải thêm đến 2 bơm dầu hút dầu cácte qua thùng, thêm đường dầu và bố trí thùng dầu sao cho hợp lý.Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte khô thường dùng trên các loại động cơ điêsel dùng trên máy ủi đất, xe tăng, máy kéo, tàu thuỷ

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí bơm tay hoặc bơm điện trong hệ thống bôi trơn cưỡng bức

1-Phao hút dầu; 2- Bơm chuyển dầu nhờn; 3- Bầu lọc thô; 11- Két làm mát dầu ; Đường dẫn dầu; 15- Van dầu; 16- Bơm tay hoặc bơm điện; a- Van an toàn của bơm; b- Van an toàn của bầu lọc thô; T- Đồng hồ nhiệt độ dầu nhờn

14-b Phạm vi sử dụng:

Trong một số động cơ tĩnh tại và tàu thuỷ, trên hệ thống bôi trơn còn bố trí bơm tay hoặc bơm điện để cung cấp dầu nhờn đến các mặt ma sát và điền đầy các đường ống dẫn trước khi khởi động cơ

Ngoài ra, để đảm bảo bôi trơn cho mặt làm việc của xilanh, hệ thống bôi trơn của các loại động cơ này còn thường dùng van phân phối để cấp dầu nhờn vào một số điểm chung quanh xi lanh, lỗ dầu thường khoan trên lót xilanh

2.2.1.5 Pha dầu nhờn vào nhiên liệu

Phương án bôi trơn này chỉ dùng để bôi trơn các chi tiết máy của động cơ xăng hai kỳ cỡ nhỏ, làm mát bằng không khí hoặc nước Dầu nhờn được pha vào trong xăng theo tỷ lệ % thể tích Đối với một số động cơ cỡ nhỏ của Đức, Tiệp thường pha dầu nhờn với tỷ lệ ít hơn, thường vào khoảng

30

1:33

1 Hỗn hợp của dầu nhờn và xăng đi qua bộ chế hoà khí, được xé nhỏ, cùng với không khí tạo thành khí hổn hợp Khí hỗn hợp này được nạp vào cácte của động cơ rồi theo lỗ quét đi vào xilanh Trong quá trình này, các hạt dầu nhờn lẩn trong khí hỗn hợp ngưng đọng bám trên bề mặt các chi tiết máy để bôi trơn các mặt ma sát

Cách bôi trơn này thực tế không cần hệ thống bôi trơn, thực hiện việc bôi trơn các chi tiết máy rất đơn giản, dễ dàng nhưng do dầu nhờn theo khí hỗn hợp vào buồng cháy nên dễ tạo thành muội than bám trên đỉnh piston, pha càng nhiều dầu nhờn, trong

buồng cháy càng nhiều muội than, làm cho piston nhanh nóng, quá nóng, dể xảy ra hiện tượng cháy sớm, kích nổ và đoản mạch do bugi bị bám bụi than

Ngược lại, pha ít dầu nhờn, bôi trơn kém, ma sát lớn dễ làm cho piston bị bó kẹt trong xilanh

Phương án này rất đơn giản nhưng lại nhiều nhược điểm Ngày nay, người ta quan tâm nhiều về vấn đề môi trường nên các loại động cơ này ít dùng và hệ thống bôi trơn kiểu này cũng không còn phổ biến Hệ thống bôi trơn của động cơ đốt trong có nhiệm vụ đưa dầu nhờn đến bôi trơn các bề mặt ma sát Lọc sạch các chất cặn bẩn trong dầu nhờn khi dầu nhờn tẩy rửa các bề mặt ma sát này Ngoài ra, dầu cần có tính năng lý - hoá của chúng trong giới hạn cho phép, đảm bảo việc bôi trơn có hiệu quả

Hệ thống bôi trơn sử dụng trên các loại động cơ đốt trong đều chỉ sử dụng dầu nhờn để làm tiêu hao công suất do ma sát gây ra tại ổ trục Đưa nhiệt lượng do ma sát sinh ra ra ngoài ổ trục, toả vào môi trường xung quanh, nhờ đó làm giảm được lượng mài mòn của các chi tiết máy, bảo vệ các chi tiết máy trong động cơ đốt trong không bị gỉ

2.3 KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT CỤM CHI TIẾT CHÍNH CỦA HỆ THỐNG BÔI TRƠN 2.3.2 Bơm dầu nhờn:

Trên động cơ đốt trong, bơm dầu nhờn đều là các loại bơm thể tích chuyển dầu bằng áp suất thuỷ tĩnh bơm piston, bơm phiến trượt, bơm bánh răng và bơm trục vít Mỗi loại bơm đều có đặc điểm kết cấu riêng, do đó ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng cũng khác nhau

Trên động cơ ôtô, đa số sử dụng bơm bánh răng, bởi kết cấu nhỏ gọn, dễ bố trí trên động cơ, áp suất bơm dầu đảm bảo cung cấp dầu liên tục, đặc biệt là độ tin cậy cao, tuổi thọ dài Ở đây ta khảo sát một số loại bơm điển hình dùng trên động cơ đốt trong

lưu lượng Nguyên lý làm việc và kết cấu của bơm bánh răng rất đơn giản nó gồm có

hai bánh răng được dẫn động theo chiều nhất định

Hình 2.5 Bơm bánh răng

1- Bánh răng dẫn động trên trục chủ động; 2- Trục chủ động; Vòng đệm chặn lực dọc trục; 4- Bánh răng chủ động; 5- Bánh răng bị động; 6- Trục bị động; 7- Thân bơm; 8- Nắp bơm dầu; 9- Van an toàn; 10- Lò xo van an toàn; 11- Đường dẫn dầu;12- Nắp van an toàn; 13- Rãnh triệt áp của bơm dầu A- Rãnh thông ; B- Chất lỏng bị kẹt Đường dầu áp suất thấp; b- Đường dầu áp suất cao

và 5 khi ăn khớp, trên mặt đầu của nắp bơm dầu có rãnh triệt áp 13 Ap suất đi bôi trơn phải đảm bảo tính ổn định, do đó trong bơm dầu có thêm van an toàn 9 Nếu áp suất trên đường dầu áp suất cao b vượt quá giới hạn cho phép, van an toàn sẽ được mở ra

nhờ áp suất dầu, dầu nhờn sẽ chảy một phần về đường dầu áp suất thấp a Trên bơm còn có vít điều chỉnh 12 để điều chỉnh áp suất dầu bôi trơn khi cần thiết

Đặc điểm kết cấu: Khi bơm bánh răng làm việc, lưu lượng và hiệu suất bơm phụ thuộc chủ yếu vào khe hở hướng kính giữa đỉnh răng với mặt lỗ khoang lắp bánh răng cùng khe hở dọc trục giữa mặt đầu bánh răng và mặt đầu nắp bơm dầu Thông thường các khe hở này không vượt quá 0.1mm

Két làm mát dầu nhờn được đặt trong áo nước của động cơ Làm mát dầu nhờn bằng nước dựa trên nguyên lý trao đổi nhiệt bằng cách truyền nhiệt Nguyên lý làm việc của két làm mát dầu nhờn bằng nước: Nước làm mát được dẫn vào hai khoang chứa ở hai đầu ống dẫn 5, còn dầu nhờn đi bao ngoài các ống dẫn nước và lưu động ngược chiều với dòng nước để tăng tác dụng trao đổi nhiệt

Đặc điểm sử dụng: Loại két làm mát này được dùng rất nhiều trên động cơ tàu thuỷ và tĩnh tại Do nguồn nước làm mát thuận tiện, các ống dẫn nước đều làm bằng đồng hoặc nhôm, vỏ két đúc bằng gang xám

Ưu nhược điểm:

Ưu điểm: Hiệu quả làm mát cao nên trạng thái nhiệt của dầu thấp, giảm được tiếng ồn

do không phải dùng quạt ,giảm được tổn hao công suất động cơ

Nhược điểm: Kết cấu phức tạp, dùng vật liệu quý như đồng, thiết để tản nhiệt tốt, dễ rò gỉ nước làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng dầu nhờn, phải súc rửa két nước

để loại cặn bẩn hoặc nước cứng đóng cặn làm giảm khả năng truyền nhiệt, hiệu quả không cao khi sử dụng ở vùng thiếu nước, không thích hợp khi dùng ở vùng khí hậu lạnh do nước dễ đóng băng Do vậy thường dùng trên động cơ tĩnh tại và tàu thuỷ

Hình 2.6 Két làm mát dầu nhờn bằng nước

1 và 4 Bản đẩy; 2 Vách ngăn; 3 Van xả dầu; 4 Nắp két làm mát; 5 Ống dẫn nước

3 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ KAMAZ -740

3.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Động cơ KAMAZ-740 là động cơ đốt trong, sử dụng nhiên liệu điêden, 4 kỳ, làm mát bằng nước (theo kiểu làm mát cưỡng bức), có 8 xylanh được bố trí theo kiểu hình chữ V, chia làm hai hàng mỗi hàng có 4 xylanh

Bơm cao áp của động cơ được bố trí ở giữa hai hàng xylanh Bơm được dẫn động từ trục cam qua một cặp bánh răng và thông qua một trục truyền các đăng đến đầu bơm Nhiên liệu được đưa đến vòi phun nhờ các ống cao áp bằng thép Mỗi xylanh được bố trí một vòi phun, hai xupap (một xupap nạp và một xupap thải) Cơ cấu phối khí được bố trí theo kiểu xupap treo,xupap được dẫn động từ trục cam Có một trục cam dẫn động cho hai hàng xupap, trục cam được dẫn động từ trục khuỷu động cơ qua ba bánh răng thẳng

Tổng thành và chi tiết động cơ được lắp trên thân máy Sơ mi xylanh được bố trí tại các điểm của thân máy.Nắp máy đậy ở phần trên của xylanh, mỗi xylanh được bố

trí một nắp máy riêng Hộp trục khuỷu có thể tháo tách rời ra được, phần dưới của hộp (cacte) là loại hộp dập có công dụng chứa dầu bôi trơn Ở phần nghiêng của thân máy người ta bố trí trục cam ở trên năm gối đỡ trượt Trục khuỷu được đặt ở phần dưới của thân máy Trục khuỷu có năm cổ trục và bốn chốt khuỷu Mỗi một chốt khuỷu được lắp hai thanh truyền Bạc của gối đỡ trục khuỷu và đầu to thanh truyền được chế tạo bằng hợp kim đồng chì, kết cấu có hai phần : phần gộp bạc và phần hợp kim chịu mòn

Hệ thống làm mát động cơ cưỡng bức một vòng kín, hệ thống được tính toán để thường xuyên sử dụng chất làm mát có nhiệt độ chống đóng băng thấp

Hình 3.1 Động cơ và hộp số KAMAZ - 740

1- Khớp thủy lực dẫn động quạt, 2-Máy phát điện, 3-Nắp xy lanh, 4-Máy khởi động, Đường thải, 6-Bơm nước, 7-Ống dầu bôi trơn, 8- Bơm lọc nhiên liệu, 9-Van hằng nhiệt, 10-Bầu lọc ly tâm, 11-Quạt gió

5-Động cơ KAMAZ -740 được sản xuất bởi “Liên hiệp sản xuất ôtô tải loại lớn KAMAZ “, trực thuộc “ Bộ công nghiệp ôtô “ Liên bang cộng hoà xã hội chủ nghĩa

Xô Viết (nay là Liên Bang Nga)

Trong hệ thống làm mát người ta bố trí hai bộ van hằng nhiệt để rút ngắn thời gian chạy nong máy Hệ thống bôi trơn động cơ theo kiểu bôi trơn cưỡng bức, dầu bôi trơn trong hệ thống lưu động và tuần hoàn được là nhờ bơm dầu, kiểu bơm bánh răng

ăn khớp ngoài

11-Những giải pháp kết cấu trên cũng như việc sử dụng khớp thuỷ lực tự động dẫn động quạt gió và hai bộ van hằng nhiệt trong hệ thống làm mát, chu trình lọc dầu tuần hoàn liên tục, không khí vào đường nạp được lọc sạch một cách có hiệu quả, quá trình lọc tinh nhiên liệu, lọc dầu bôi trơn bằng phương pháp lọc ly tâm nhằm đảm bảo cho các chi tiết và cụm máy có khả năng chống mài mòn, giảm hư hỏng cao và do đó giảm được nhiều khối lượng công việc trong bảo dưỡng và sửa chữa

Hình 3.3: Mặt cắt ngang động cơ KAMAZ - 740

1-Bầu lọc, 2-Miệng đổ dầu, 3-Thước thắm dầu, 4-Bầu lọc ly tâm, 5-Hộp van hằng nhiệt, 6-Bulông vòng trước, 7-Máy nén khí

3.1.1 Đặc tính kỹ thuật của động cơ kamaz - 740

Kiểu động cơ : KAMAZ - 740

Loại động cơ : Điêden 4 kỳ

Số xylanh : 8

Bố trí xylanh : hình chữ V

Góc nghiêng xylanh : 900

Thứ tự làm việc của xylanh : 1-5-4-2-6-3-7-8

Chiều quay của trục khuỷu : Ngược chiều kim đồng hồ

1 Công suất cực đại

của đông cơ

g/(KG.h)(g/Hp.h) g/(KG.h)(g/Hp.h)

11 Góc mở sớm xupap

nạp

c ĐCT

17 Ap suất nhiên liệu ở

thời điểm bắt đầu

nâng kim phun

-Với động cơ cũ 1765818148 KPa

Cùng với mức tăng tốc của pittông, áp suất khí sót trong xy lanh cũng trở nên nhỏ dần so với áp suất không khí trên đường nạp (chênh lệch áp suất giữa đường nạp

và trong xy lanh vào khoảng 0,010,03 MPa) Chính sự chênh lệch áp suất này tạo nên quá trình nạp không khí từ đường ống nạp vào xy lanh động cơ Không khí trước khi nạp vào xy lanh được lọc sạch nhờ các phần tử lọc không khí trong xy lanh trộn với khí sót còn lại trong quá trình xả, áp lực không khí trong xy lanh ở kỳ nạp từ 80  90 kPa (0,80,9KG/cm2) và nhiệt độ đạt tới 50800C

Kỳ nén: Pittông chuyển từ ĐCD lên ĐCT, không khí trong xy lanh bị nén Cuối

kỳ nạp pittông ở vị trí ĐCD áp suất không khí trong xy lanh (Pa) còn nhỏ hơn không khí trên đường nạp (Pk) Do đó ở đầu kỳ nén, khi pittông đi lên được một đoạn thì áp suất không khí trong xy lanh mới đạt tới giá trị áp suất không khí trên đường nạp, lúc này xupáp nạp mới đóng lại hoàn toàn Sau khi đóng xupáp nạp, chuyển động đi lên của pittông làm cho áp suất và nhiệt độ không khí trong xy lanh tăng cao Vào cuối kỳ nén, áp suất không khí trong xy lanh 3,4 3,6 Mpa và nhiệt độ từ 6007000C Để tận dụng tốt nhiệt lượng do nhiên liệu được đốt cháy tạo ra thì điểm bắt đầu và kết thúc quá trình cháy cần nằm ở khu vực sát ĐCT Do đó ở động cơ KAMAZ - 740 việc phun nhiên liệu vào xy lanh động cơ được thực hiện trước khi pittông đến ĐCT Nhiên liệu được phun vào buồng cháy dưới dạng sương mù, áp suất nhiên liệu được khoảng

2022,7 Mpa nhờ bơm cáo áp và vòi phun Cuối kỳ nén nhiên liệu được hòa trộn với không khí và khi đạt điều kiện thích hợp, nhiên liệu tự bốc cháy

Kỳ cháy và giãn nở được thực hiện khi pittông đi từ ĐCT xuống ĐCD Đầu kỳ này, hỗn hợp nhiên liệu và không khí được bốc cháy nhanh Do đó một nhiệt lượng lớn được tỏa ra khiến áp suất và nhiệt độ môi chất trong xy lanh tăng mạnh (cụ thể áp suất đạt khoảng 68 Mpa(60  80 KG/cm2))và nhiệt độ đạt đến 180020000C Dưới tác dụng đẩy của lực do áp suất môi chất tạo ra pittông tiếp tục đẩy xuống thực hiện quá trình giãn nở của môi chất trong xy lanh Trong quá trình chaý giản nở môi chất đẩy pittông đi xuống sinh công Khi pittông xuống từ điểm chết dưới (ĐCD) thì quá trình cháy giãn nở kết thúc

Kỳ xả: Thực hiện quá trình xả sạch khí thải ra khỏi xy lanh Pittông chuyển động từ ĐCD lên điểm chết trên khi đó xupáp thải đã mở Khí cháy trong xy lanh được đẩy ra ngoài qua xupáp thải Do áp suất môi chất trong xy lanh ở cuối quá trình xả còn khá cao từ 100120 Kpa (1,11,2KG/cm2) và nhiệt độ đạt từ 600 7000

C, nên xupáp

xả bắt đầu mở ở cuối kỳ cháy và giãn nở, khi pittông còn cách ĐCD 600

góc quay trục khuỷu, nhờ đó giảm được lực cản đối với chuyển động của pittông trong kỳ xả và cải thiện việc quét sạch khí thải ra khỏi xy lanh động cơ

Kỳ xả kết thúc, tiếp theo chuyển động của pittông sẽ lặp lại theo trình tự của chu trình công tác giới thiệu trên

3.2 CÁC CƠ CẤU VÀ HỆ THỐNG CỦA ĐỘNG CƠ KAMAZ - 740

Ở động cơ KAMAZ – 740, thân xy lanh và trục khủyu được làm thành một khối nguyên và trục khuỷu được lắp đặt theo kiểu treo, nên không có đế máy

Kết cấu thân máy: Loại thân máy theo kiểu thân xy lanh, hộ trục khuỷu đựơc đúc bằng gang xám và được gia cố bằng các gân tang độ bền, độ cứng vững, khối lượng của thân máy, dễ dàng bao kín và ít bề mặt lắp ghép Đối với thân máy loại này thì vỏ xy lanh là phần chịu lực (áo xy lanh chịu lực)

Mặt lắp ghép với cacte thấp hơn mặt phân chia ổ trục, do đó lực và mômen của trục khuỷu truyền cho thân máy đều được hộp trục khủyu có tiết diện ngang và khối lượng kim loại lớn chịu đựng

Kích thước cơ bản của thân máy là chiều dài, chiều rộng và chiều dày của thành thân máy

Hình 3.5 thân máy

3.2.1.1 Nắp máy (Nắp xy lanh )

Là chi tiết dùng để đậy kín buồng cháy và là nơi để lắp ráp các bộ phận khác như : vòi phun, cò mổ, đòn gánh, xupáp, lò so xupáp, ống dẫn hướng xupáp, các đường nạp, đường thải, đường dầu bôi trơn, đường làm mát Ở động KAMAZ - 740 mỗi xy lanh được bố trí một nắp xy lanh riêng biệt nên có những ưu điểm

- Đơn giản trong chế tạo

- Ít bị biến dạng do lực xiết gu jông không đều gây ra (vì có ít gu jông)

- Thuận lợi trong quá trình sửa chữa, xy lanh nào hư hỏng thì tháo nắp của xy lanh đó, do ít tốn thời gian Nắp xilanh được chế tạo bằng gang hợp kim theo phương pháp đúc Trong quá trình làm việc nắp xy lanh chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn và dễ bị

ăn mòn hóa học

Các đường nước làm mát trên nắp xy lanh được nối thông với các đường nước trên thân máy Những điểm nối của nắp xy lanh và sơmi xy lanh được làm kín bằng

đệm Ở rãnh bên ngoài tại mặt dưới của nắp máy người ta ép vòng chắn bằng thép vào

vòng này Khi làm biến dạng vòng đệm thép sẽ tạo ra được mối ghép tin cạy giữa nắp máy và thân máy

Đường nối giữa các đường dẫn và đường nước làm mát kể cả viền ngoài nắp máy được bịt kín nhờ đệm bằng cao su tổng hợp

Đường xả và đường nạp được bố trí đối diện nhau trong nắp máy Đường nạp được chế tạo nghiêng tiếp tuyến để tạo ra xoáy lốc không khí nạp vào trong xy lanh Trên mỗi nắp máy bố trí hai xupáp (1 xupáp nạp và 1 xupáp thải), một vòi phun, hai cò

mổ, ống dẫn hướng xupáp được chế tạo bằng kim loại ceramic và được lắp vào nắp máy theo kiểu có độ dôi

Mỗi một nắp máy được bắt chặt vào thân máy nhờ 4 gugiông

3.2.1.2 Xy lanh

Thân xy lanh được đúc liền với hộp trục khủyu, được làm bằng gang xám

Ống lót xy lanh loại ướt có ưu điểm là làm mát nhóm pittông - xy lanh tốt, đơn giản trong chế tạo và sửa chữa thay thế, song nó lại có khuyết điểm là độ cứng vững kém, khó bao kín

Đường nước làm mát đi qua giữa ống lót xy lanh và thân xy lanh và được bịt kín nhờ các vòng cao su có tiết diện tròn Mặt trong của vòng cao su được lắp vào gờ rãnh tiết diện ống lót xy lanh, còn mặt lưng của vòng cao su lắp vào các rảnh tiện trong của thân xy lanh, mỗi xy lanh có hai vòng cao su

Mặt trong của xy lanh được đánh bóng theo phương pháp mài khôn Khi đánh bong, đầu mài khôn đi lên, đi xuống theo đường xoắn nhờ vậy tạo ra được các hình ảnh mắt lưới trên bề mặt trong của ống lót Khi động cơ làm việc dầu được giữ lại ở các rãnh này, nhờ đó làm tốt hơn tính chống mài mòn của pittông - xy lanh

Các te có nhiệm vụ chứa dầu bôi trơn và lắng đọng bụi bẩn tạp chất che chắn và bao kín phần dưới của hộp trục khuỷu và bơm dầu bôi trơn

Trên cacte có một vách ngăn ở giữa, nhằm hạn chế bụi bẩn, từ ngăn chứa qua ngăn bên cạnh Khi động cơ nằm nghiêng nó còn có tác dụng đỡ ống hút của bơm dầu

Ở dưới cacte có một bulông để xả dầu khi bảo dưỡng, thay thế dầu bôi trơn, bu lông xả dầu nằm ở vị trí thấp nhất của các te để xả dầu đồng thời cũng xả được bụi bẩn trong cacte Cacte được làm bằng thép và được chế tạo bằng phương pháp dập

3.2.2.Cơ cấu phân phối khí của động cơ kamaz - 740

3.2.2.1 Nhiệm vụ và yêu cầu

Cơ cấu phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí, thải sạch khí thải khỏi

xy lanh và nạp đầy không khí mới vào xy lanh để động cơ làm việc liên tục

- Thuận lợi trong điều chỉnh và sửa chữa;

3.2.2.3 Kết cấu của cơ cấu phân phối khí

Động cơ KAMAZ - 740 sử dụng cơ cấu phân phối khí bằng xupap được bố trí theo kiểu xupap treo

Ưu điểm:

Buồng cháy gọn, diện tích truyền nhiệt nhỏ, do đó giảm được tổn thất nhiệt, tăng được tỷ số nén : đường nạp, đường thải thông thoáng, giảm sức cản khí động, tăng tiết diện lưu thông của dòng khí, tăng hệ số nạp

Nhược điểm:

Dẫn động xupáp phức tạp, tăng chiều cao thân máy, nắp xy lanh phức tạp, khó đúc

Người ta bố trí hai xupap cho một xylanh: một xupap nạp và một xupap thải Các xupap được bố trí thành một dãy, xupap nạp và xupap thải đặt xen kẻ nhau

Các xupap được bố trí nghiêng một góc so với đường tâm xylanh Các xupap được dẫn động từ trục cam được đặt ở giữa hai hàng xylanh

Trục cam được bố trí trên thân máy và được dẫn động từ trục khuỷu thông qua

ba bánh răng, loại răng thẳng Bánh răng dẫn động trục cam được lắp ở đầu trục khuỷu

Hình 3.7 Cơ cấu phân phối khí

1-Trục cam; 2-Con đội; 3-Bệ lắp con đội; 4-Đũa đẩy; 5-Vít điều chỉnh; 6-Đòn bẩy; Đai ốc hãm; 8-Cơ cấu xoay xupap; 9-Đĩa lò xo; 10,11-Lò xo; 12-Đĩa chặn; 13-Móng hãm; 14,15-Xupap; 16-Mặt chặn dịch chuyển dọc trục; 17-Bánh răng dẫn động

7-3.2.2.4 Các chi tiết chính trong cơ cấu phân phối khí

3.2.2.5 Xupap:

Trong quá trình làm việc mặt nấm xu páp chịu phụ tải động và phụ tải nhiệt rất lớn Lực khí thể tác dụng lên diện tích mặt nấm xupáp rất lớn có thể đến 20.000N Hơn nữa mặt nấm xupáp luôn luôn va đập với đế xupáp nên rất dễ bị biến dạng Do trực tiếp tiếp xúc với khí cháy nên xu páp còn phải chịu nhiệt độ rất cao khoảng 7000C Hơn

nữa, tốc độ dòng khí thải cũng rất lớn, khiến cho xu páp nhất là xu páp thải thường dễ

bị quá nóng và bị dòng khí ăn mòn

Ngoài ra trong nhiên liệu còn có lưu huỳnh nên khi cháy tạo thành axit ăn mòn nấm xupáp

Vật liệu chế tạo xupap

-Xupap thải :Thép hợp kim - 48

-Xupap nạp :Thép hợp kim Crôm

-Thân xupap làm bằng thép 40X, sau đó được hàn lại với nấm xupap

Kết cấu xupap gồm ba phần chính: Nấm xupap (đầu), thân xupap., đuôi xupap Nấm xupap:

Mặt làm việc quan trọng nhất của phần nấm là mặt côn, có góc đo  = 450

Góc

 ảnh hưởng đến độ cứng vững của phần nấm Góc  càng nhỏ thì tiết diện lưu thông càng lớn nhưng mặt nấm càng mỏng, độ cứng vững của mặt nấm càng kém do đó dễ bị cong vênh, tiếp xúc không kín khít với đế xupap Nếu  nhỏ quá (  00

) thì dòng khí

sẽ bị gấp khúc

Góc  =450 vừa đảm bảo độ bền của nấm vừa đảm bảo tiết diện lưu thông khi

mở xupap và đảm bảo dòng khí lưu động dễ dàng

Chiều rộng b của mặt côn trên nấm xupap b = 5 [mm] Kết cấu của nấm xu páp không những có ảnh hưởng quyết định đến giá thành chế tạo xu páp mà còn ảnh hưởng đến độ bền, trọng lượng và tình trạng lưu động của dòng khí qua họng đế xu páp nữa Kết cấu của nấm xu páp là loại nấm bằng, có ưu điểm dễ chế tạo và có thể dùng cho cả xu páp nạp và xu páp thải Đường kính nấm xupap nạp dn=51,5 [mm] và của xupap thải là dth=46,5 [mm]

Thân xupap:

Thân xupap có tiết diện tròn, dẫn hướng tốt, tản nhiệt tốt và chịu được lực nghiêng khi xupap đóng mở.Thân xupap được dẫn hướng trong ống dẫn hướng đóng trong nắp máy

Đường kính của thân xupap dt=13[mm]

Đuôi xupap:

Phần đuôi xupap có dạng cổ lọ để lắp đĩa lò xo với xupap bằng móng hãm hình côn.Rãnh hãm trên đuôi xupap là rãnh hình côn Để tăng tuổi thọ xu páp và đảm bảo cho xu páp làm việc tốt (đóng kín không lọt khí), người ta thiết kế cơ cấu để xoay

xupap quanh đường tâm của nó Xu páp vừa chuyển động lên xuống vừa xoay quanh tâm tốc độ quay nhỏ, khoảng vài chục lần đóng mở xu páp mới xoay được một vòng

Cơ cấu xoay xupap là ống lót hình côn Ở kết cấu này, móng hãm xupáp không lắp trực tiếp với đĩa lò xo mà lắp trực tiếp với ống lót hình côn Ống lót này lắp trên lỗ hình côn cuả đĩa lò xo bằng vành phía trên của ống lót Vì vậy mômen masat trên mặt tiếp xúc này rất nhỏ Trong quá trình dao động của cơ cấu, mômen ma sát có lúc giảm xuống bằng không, do đó tạo điều kiện cho xu páp xoay quanh trục của nó

Lò xo xupap:

Lò xo xupap dùng để đóng kín xupap trên đế xupap và đảm bảo xupap chuyển động theo đúng qui luật của cam phối khí, do đó trong quá trình đóng mở xupap không

có hiện tượng va đập trên mặt cam

Lò xo xupap làm việc trong điều kiện tải trọng động thay đổi rất đột ngột.Vật liệu chế tạo lò xo xupap là thép lò xo

Lò xo dùng trong cơ cấu phân phối khí là lò xo xoắn ốc hình trụ Có hai lò xo được đặt lồng vào nhau Hai vòng của hai đầu lò xo quấn sít vào nhau và được mài phẳng để lắp ghép với đĩa lò xo và vòng đệm ở nắp xylanh Số vòng làm việc của lò xo (không kể hai vòng đầu):

-Lò xo ngoài : 4 [vòng]

-Lò xo trong :6 [vòng]

Nếu số vòng làm việc càng ít thì mỗi vòng lò xo biến dạng càng nhiều (nếu đảm bảo độ mở xu páp như nhau) Do đó lò xo chịu ứng suất xoắn càng lớn Ngược lại nếu

số vòng làm việc của lò xo nhiều qúa thì lò xo quá dài, độ cứng lò xo giảm Tần số dao động tự do thấp dễ bị cộng hưởng, sinh ra va đập với mặt cam

Bước xoắn của lò xo được quấn giống nhau trên toàn bộ chiều dài của lò xo Hai

lò xo được chế tạo có chiều xoắn ngược nhau để lò xo khỏi bị kẹt vào nhau khi làm việc

Dùng hai lò xo trên một xupáp có ưu điểm là:

Ứng suất xoắn trên từng lò xo nhỏ hơn so với khi chỉ dùng một lò xo Do đó ít gãy lò xo

Tránh được hiện tượng cộng hưởng do các lò xo có tần số dao động tự do khác nhau

Khi một lò xo bị gãy động cơ vẫn làm việc an toàn trong một khoảng thời gian ngắn vì xu páp không bị rơi vào xy lanh

3.2.2.6 Trục cam:

Trục cam dùng để dẫn động xupap đóng mở theo qui luật nhất định.Trục cam bao gồm các phần cam: cam thải, cam nạp và các cổ trục cam Ngoài ra trên trục cam còn có lắp bánh răng thẳng để dẫn động bơm cao áp

Vật liệu chế tạo trục cam là thép, các mặt ma sát của trục cam, mặt làm việc của cam, của cổ trục, của mặt đầu trục cam được xêmentit hoá và tôi cao tần Trục cam được chế tạo bằng phương pháp dập nóng

Kết cấu các phần của trục cam: Cam thải và cam nạp:Các cam nạp và cam thải được làm liền với trục và được bố trí trên cùng một trục, theo vị trí của các xupap Kích thước của các cam chế tạo liền với trục nhỏ hơn kích thước đường kính cổ trục, vì trục cam được lắp theo kiểu đút luồn qua các ổ trục trên thân máy Dạng cam của cam nạp và cam thải là cam lồi, có tám cam nạp và tám cam thải

Góc giữa hai đỉnh cam cùng tên của hai xy lanh làm việc kế tiếp nhau của các xy lanh hàng bên phải và hàng bên trái xác định theo công thức:

1 = 2

k

  t

Trong đó: t- Góc đặt giữa hai đường tâm con đội

k - Gốc lệch công tác của trục khuỷu, theo

[1] k được xác định theo công thức

k =

2

180

Z



Trong đó:  - Số kỳ của động cơ  = 4

Z - Số xy lanh của động cơ Z = 8 Vậy : k =

2 8

4 180 = 180

 k t  t

2

180 2

1

Góc lệch đỉnh cam của hai cam khác tên của một xy lanh phụ thuộc gốc mở sớm, đóng muộn của xu páp nạp và xu páp thải Đối với động cơ 4 kỳ, theo tài liệu [2]  đựơc xác định theo công thức

4

1 2

2 0 1 0 2 0 1

1 = 600, 2 = 100vậy :  = ( 360 10 60 10 )

Các cổ trục cam dùng các bạc ống làm bằng thép bề mặt làm việc có tráng lớp hợp kim đồng chì, các bạc này được ép vào thân máy

+ Ổ chắn dọc trục cam:

Để cho trục cam không bị dịch chuyển theo chiều trục (khi trục cam thân máy và nắp xy lanh bị giãn nở), người ta dùng ổ chắn trục dọc Do bánh răng dẫn động trục

cam là bánh răng thẳng nên trục cam không chịu lực dọc trục và ít chịu ảnh hưởng của

sự giãn nở, trục cam và thân máy, cho nên không làm ảnh hưởng đến pha phân phối khí

Ổ chắn dọc trục được đặt ở vị trí đầu trục cam sát bánh răng dẫn động trục cam

Ổ chắn gồm có mặt bích bằng thép được lắp cố định trên mặt đầu của thân máy bằng ba bulông Một mặt của mặt bích tiếp xúc với mặt bên của cổ trục cam Trị số khe hở dọc trục do vòng chắn quyết định Vòng chắn được làm liền với mặt bích lắp ở đầu trục cam và bị bánh răng dẫn động ép sát vào mặt bên của cổ trục cam Mặt bích làm bằng thép cacbon và được tôi cứng, dầu bôi trơn mặt ma sát được dẫn từ ổ trục cam đến

3.2.2.7 Con đội:

Con đội là chi tiết máy truyền lực trung gian Con đội chịu lực nghiêng do cam

phối khí gây ra trong quá trình dẫn động xupap

Kết cấu của con đội có hai phần:Phần dẫn hướng và phần mặt tiếp xúc với cam phối khí.Động cơ KAMAZ - 740 dùng loại con đội hình nấm có thân hình trụ rỗng bên trong Phần lõm tiếp xúc với đũa đẩy có bán kính lớn hơn bán kính cầu của đầu đũa đẩy (bằng 0,2 [mm])

Mặt tiếp xúc với cam của con đội là mặt cầu có bán kính lớn nên rất khó nhận ra mặt cầu mà nhìn giống như mặt phẳng Sở dĩ làm mặt cầu là để tránh hiện tượng mòn vẹt mặt tiếp xúc con đôi (hoặc mòn mặt cam tiếp xúc) Mặt tiếp xúc là mặt cầu nên con đội tiếp xúc với mặt cam tốt hơn, do đó tránh được hiện tượng trầy xước

Để thân con đôi và mặt nấm mòn đều, người ta lắp con đôi lệch với mặt cam một khoảng e Như thế trong quá trình làm việc con đội vừa chuyển động tịnh tiến vừa chuyển động quay xung quanh đường tâm cuả nó

Đũa đẩy làm bằng thép cacbon thành phần trung bình Đầu tiếp xúc làm bằng thép cacbon thành phần cacbon thấp hàn gắn với đũa đẩy rồi tôi đạt độ cứng HRC 5060

Cò mổ: Cò mổ là chi tiết truyền lực trung gian một đầu tiếp xúc với đũa đẩy, một đầu

tiếp xúc với xupap Khi trục cam nâng con đội lên, đũa đẩy đẩy một đầu cò mổ đi lên, đầu kia của cò mổ ép vào đuôi xu páp xuống và mở xu páp Do đó cò mổ và lò xo xu páp đang mở theo dùng pha phân phối khí Đầu tiếp xúc với đũa đẩy là vít điều chỉnh

số 5

Sau khi điều chỉnh khe hở nhiệt, vít này được hãm chặt nhờ đai ốc 7 Đầu tiếp xúc với đuôi xu páp có mặt tiếp xúc hình trụ được tôi cứng Cò mổ được lắp trên trục

cò mổ bằng bạc lót Bạc lót làm bằng thép bề mặt ma sát được mạ một lớp hợp kim đồng chì Đường kính trong của bạc lót là 24,2 [mm] Trục cò mổ có đường kính ngoài

là 24,2[mm], trục rỗng bên trong để chứa dầu bôi trơn Dầu bôi trơn được đưa từ nắp

xy lanh lên đường dầu ở bệ trục Ở bạc lót có khoan một lỗ nhỏ để đưa dầu bôi trơn đến bôi trơn mặt tiếp xúc giữa vít điều chỉnh và đũa đẩy (bằng cách dầu chảy theo vít điều chỉnh trên mặt tiếp xúc Ở sau lưng của bệ trục cò mổ người ta làm lỗ hứng dầu sau khi bôi trơn để đưa về đường dầu ở nắp máy Bệ trục được bắt chặt vào nắp xylanh bằng hai gujông Mặt tiếp xúc giữa cò mổ và đuôi xupap được bôi trơn bằng cách vung té

Cò mổ được chế tạo bằng thép cacbon

Chiều dài cánh tay đòn của cò mổ không bằng nhau Cánh tay đòn phía bên đũa đẩy 1c ngắn hơn cánh tay đòn phía bên xupáp 1xp

Người ta làm vậy để giảm hành trình của con đôi, do đó giảm được gia tốc và lực quán tính của cơ cấu phân phối khí

3.2.3 Cơ cấu piston thanh truyền

3.2.3.1 Nhóm Piston

a Điều kiện làm việc của nhóm pittông

Pittông là một chi tiết quan trọng của động cơ Trong quá trình làm việc của động cơ pittông chịu tải trọng cơ học và tải trọng nhiệt rất lớn ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ của động cơ

Tải trọng cơ học chủ yếu là do lực khí thể và lực quán tính gây nên Trong quá trình cháy, áp suất khí thể có thể tăng đột ngột (áp suất đạt 6  8 MPa) Ngoài ra lực quán tính tác dụng lên nhóm pittông cũng rất lớn Các lực này biến thiên theochu kỳ, gây ra va đập mạnh các chi tiết của nhóm pittông với xy lanh và thanh truyền làm cho pittông bị biến dạng và đôi khi làm hỏng pittông

Hình 3.8 Nhóm pittông và thanh truyền

1-Pittông; 2-Thanh truyền (đầu nhỏ); 3-Vòng khoá hãm; 4-Chốt pittông; 5-Rãnh xecmăng khí; 6-Rãnh xecmăng dầu; 7-Thân pittông; 8-Bulông thanh truyền; 9-Thân thanh truyền; 10-Nắp đầu to thanh truyền; 11-Nửa bạc lót dưới; 12-Nưả bạc lót trên; 13-Xecmăng dầu; 14-Xécmăng khí

Tải trọng nhiệt: Do pittông tiếp xúc với khí cháy ở nhiệt độ rất cao(nhiệt độ trong quá trình cháy đạt 180020000C)nên nhiệt độ phần đỉnh của nó rất cao, gây ra các tác hại, gây nứt cục bộ do ứng suất nhiệt lớn, giảm độ bền pittông, gây bó kẹt pittông, giảm hệ số nạp

Chịu ma sát và ăn mòn hóa học : pittông chịu ăn mòn hoá học nhiều, ở phần đỉnh do các axit sinh ra trong quá trình cháy Thông thường pittông làm việc ở trạng thái ma sát khô, do thiếu dầu bôi trơn

b Vật liêụ chế tạo và kết cấu của pittông

Pittông được đúc bằng hợp kim nhôm kem theo tấm lót chế tạo từ gang chịu nhiệt ở bên dưới của xecmăng khí

Do pittông làm bằng hợp kim nhôm nên trọng lượng pittông nhỏ, giảm được lực quán tính tác dụng lên pittông Do truyền nhiệt tốt nên nhiệt độ đỉnh pittông thấp, giảm được phụ tải nhiệt và khó bị kết muội

Hợp kim nhôm có tính công nghệ đúc tốt, do hợp kim nhôm dễ nấu chảy và có tính lưu động cao nên dễ điền đầy khuôn đúc, dễ gia công

Pittông gồm có ba bộ phận chính:

Đỉnh pittông: Là phần trên cùng của pittông cùng với xylanh và nắp xylanh tạo thành buồng cháy.Đỉnh pittông có buồng cháy dạng hình xuyến (), loại buồng cháy này mặc dù có một số nhược điểm như: Diện tích chịu nhiệt lớn, ứng suất nhiệt và trọng lượng phần đầu lớn, trạng thái nhiệt của xec măng thứ nhất cao,nhưng loại buồng cháy này lại đạt chỉ tiêu kinh tế cao Trên đỉnh pittông có khoét lõm để tránh va chạm với xupap

Đầu pittông: Trong quá trình làm việc của động cơ, đầu pittông truyền phần lớn nhiệt lượng do khí cháy cho nó qua phần rãnh xecmăng qua xecmăng đến xy lanh rồi truyền cho nước làm mát động cơ Ở đầu pittông có ba rãnh lắp xecmăng:hai xecmăng khí và một xecmăng dầu, trong rãnh xecmăng dầu có khoan sáu lỗ để hồi dầu bôi trơn Đầu pittông có các gân tản nhiệt phía dưới đỉnh pittông

Thân pittông:Thân pittông có tác dụng dẫn hướng cho pittông chuyển động tịnh tiến theo đường tâm xylanh và chịu đựng lực ngang N

Tiết diện ngang thân pittông phía hai đầu chốt được vát ngang nhằm tránh cho pittông bị bó kẹt trong xylanh khi pittông bị biến dạng

c Chốt pittông:

+ Trạng thái làm việc của chốt pittông

Chốt pittông được chế tạo bằng thép crôm và được thấm cacbon với chiều sâu lớp thấm từ 11,4 [mm] rồi tôi cao tần để đạt độ cứng bề mặt cao, độ cứng phần ruột cũng tương đối cao bằng khoảng 60 70% độ cứng bề mặt

Chốt pittông có kết cấu là hình trụ rỗng nhằm giảm trọng lượng, chiều dài chốt vào khoảng 95 [mm]

Kích thước đường kính ngoài của chốt là:45,2 [mm] và đường kính trong là 21,3 [mm].Chốt pittông được lắp theo phương pháp lắp tự do, tức là không cố định trên bệ chốt mà cũng không cố định trên đầu nhỏ thanh truyền Trong quá trình làm

việc chốt pittông có thể xoay tự do quanh đường tâm chốt Ở hai đầu chốt có hai vòng khoá hãm hạn chế khả năng chốt di chuyển dọc trục ở bên trong pittông

Mối lắp ghép giữa chốt pittông và bệ chốt là mối lắp ghép có độ dôi nhỏ để khi làm việc bệ chốt giãn nở chốt sẽ tự xoay được

d Xecmăng:

Điều kiện làm việc của xecmăng: Xecmăng làm nhiệm vụ bao kín buồng cháy, không cho khí cháy lọt xuống Cacte và ngăn dầu bôi trơn sục vào buồng cháy.Xecmăng làm việc trong điều kiện xấu: chịu nhiệt độ cao, áp suất cao và ma sát lớn trong điều kiện thiếu dầu bôi trơn và bị ăn mòn hóa học của khí cháy và của dầu

Xecmăng khí trực tiếp tiếp xúc với khí cháy, ma sát với vách xy lanh ,chuyển tải nhiệt từ đầu pittông qua xec măng sang xy lanh để truyền cho nước làm mát nên nhiệt

độ làm việc của Xecmăng rất cao Khi làm việc xecmăng chịu tác dụng của lực khí thể

và lực quán tính, các trị số này có trị số rất lớn và luôn thay đổi chiều tác dụng nên gây

va đập mạnh giữa xecmăng với rảnh xecmăng làm xecmăng mòn thành bậc, dẫn đến tăng lọt khí

Khi làm việc xecmăng trượt trên gương xy lanh với tốc độ trượt rất cao, áp suất lớn nhưng thiếu dầu bôi trơn nên ma sát hầu như là ma sát nữa khô Các tạp chất của quá trình cháy, tạp chất do dầu nhờn và do mạt kim loại sinh ra trong quá trình ma sát nên càng làm cho xecmăng chống bị mòn

+ Vật liệu chế tạo và kết cấu của xecmăng

Xecmăng được chế tạo bằng gang xám hợp kim Bề mặt làm việc của xecmăng khí trên cùng được mạ một lớp crôm dày 0,16 [mm], xecmăng khí ở dưới được mạ một lớp molipden có chiều dày từ 0,13 0,3 [mm], và khe hở miệng trong xylanh là 0,4 0,6 [mm] Khi lắp ráp các miệng xecmăng lệch nhau1800

Xecmăng dầu có vòng giãn nở lượn sóng làm bằng thép lò xo và bề mặt làm việc của xecmăng được mạ một lớp crôm dày 0,1 0,2 [mm], và khe hở miệng trong xylanh là 0,3  0,45 [mm]

Tiết diện của xecmăng khí hình thang Tiết diện của xecmăng dầu hình hộp Trên xecmăng dầu có rãnh ở trên phía lưng xecmăng để hứng dầu bôi trơn khi xecmăng gạt dầu Mỗi một pittông có hai xecmăng khí và một xecmăng dầu

3.2.3.2 Nhóm thanh truyền

a Điều kiện làm việc và vật liệu chế tạo thanh truyền

Thanh truyền là chi tiết nối pittông và trục khủyu nhằm biến chuyển động tịnh tiến của pittông thành chuyển động quay của trục khủyu

Trong quá trình làm việc thanh truyền chịu tác dụng của các lực sau:

- Lực khí thể trong xy lanh

- Lực quán tính chuyển động tịnh tiến của nhóm pittông;

- Lực quán tính của thanh truyền

Dưới tác dụng của các lực đó, thanh truyền bị nén, uốn dọc, uốn ngang Đầu nhỏ thanh truyền có thể bị biến dạng, nắp đầu to chịu uốn và chịu kéo Khi động cơ làm việc, các lực trên thay đổi theo chu kỳ, vì vậy tải trọng tác dụng lên thanh truyền

là tải trọng động

Vật liệu chế tạo thanh truyền là thép hợp kim

b Kết cấu của thanh truyền

Kết cấu của thanh truyền bao gồm ba phần: Đầu nhỏ, đầu to và thân thanh

truyền

Đầu nhỏ thanh truyền: là phần lắp ghép với chốt pittông, có dạng hình trụ rỗng Trên đầu nhỏ thanh truyền có khoan hai lỗ để hứng dầu bôi trơn khi xecmăng gạt dầu hồi về để bôi trơn cho chốt pittông và bạc lót

Bạc lót đầu nhỏ được chế tạo bằng bimetal và được lắp vào đầu nhỏ dưới dạng lắp có độ dôi bằng cách ép vào đầu nhỏ thanh truyền, trong bạc có rãnh để chứa dầu bôi trơn

Thân thanh truyền:Thân thanh truyền có tiết diện chữ I Do tính hợp lý trong việc sử dụng vật liệu nên trọng lượng thanh truyền nhỏ mà độ cứng vững lớn Chiều rộng h của thân thanh truyền tăng dần từ đầu nhỏ lên đầu to Làm như vậy để cho phù hợp với quy luật phân bố của lực quán tính tác dụng lên thanh truyền trong mặt phẳng lắc

Đầu to thanh truyền: Một nữa đầu to được dập liền với thân thanh truyền, còn một nửa kia được chế tạo rời để thuận lợi trong quá trình tháo lắp, hai nữa đầu to được liên kết với nhau nhờ hai bulông

Thanh truyền và nắp đầu to thanh truyền được gia công đồng bộ với nhau Do vậy nắp đầu to không đổi lẫn cho nhau được Ở trên nắp đầu to và thân thanh truyền có đánh dấu bộ đôi (số thứ tự đánh dấu gồm ba chữ số có ý nghĩa) ngoài ra trên nắp và thân thanh truyền đều dập số thứ tự của xylanh

c Bạc lót đầu to thanh truyền:

Do đầu to thanh truyền cắt thành hai nửa nên bạc lót đầu to cũng cắt thành hai nửa Bạc lót thanh truyền bao gồm bạc thép phía ngoài và lớp hợp kim chịu mòn tráng phía trong của bạc thép

Vật liệu chế tạo bạc lót: Bạc lót được chế tạo bằng một tấm thép, bề mặt làm việc có phủ một lớp hợp kim đồng chì có 30% chì để chống mài mòn và các tính chất gây hỏng hóc khác Trên bề mặt làm việc của bạc có phủ một lớp mỏng 15  30 [m] hợp kim chì thiếc hoặc hợp kim chì và indi Để định vị bạc lót đầu to thanh truyền người ta dùng cơ cấu định vị lưỡi gà Bạc lót đầu to thanh truyền là loại bạc lót mỏng

d Bulông thanh truyền:

Bulông thanh truyền là chi tiết nhỏ nhưng rất quan trọng vì nếu bulông thanh truyền bị đứt, động cơ sẽ bị hư hỏng nặng

* Khi động cơ làm việc, bu lông thanh truyền chịu các lực sau:

- Lực siết ban đầu khi lắp ghép;

- Lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến và lực quán tính;

ly tâm của khối lượng chuyển động quay

Các lực trên thay đổi theo chu kỳ nên bu lông thanh truyền chịu tải trọng động

và bị mỏi

Vật liệu chế tạo bulông thanh truyền là thép hợp kim

Kết cấu của bulông thanh truyền: Bề mặt tựa của bulông và đai ốc thanh truyền vuông góc với đường tâm thanh truyền để tránh cho bulông khi lắp ghép bị uốn ( do mặt tiếp xúc bị kênh )

Mặt ren ốc phải đồng tâm với đường tâm bulông để phương lực kéo bulông trùng với đường tâm bulông khiến cho khi siết bulông không gây ra mômen uốn phụ

3.2.4 Cơ cấu trục khuỷu

3.2.4.1 Trục khuỷu:

Điều kiện làm việc và vật liệu chế tạo trục khủyu Trục khuỷu là một chi tiết lớn, nặng, quan trọng, chiếm 20-25% giá thành động cơ Trục khuỷu làm việc trong điều kiện chịu tải lớn và thay đổi Lực quán tính, lực khí thể, chịu ma sát và mài mòn lớn Các lực này có trị số rất lớn và thay đổi theo chu kỳ nên va đập rất mạnh

Trục khuỷu tiếp nhận lực tác dụng lên pittông truyền qua thanh truyền và chuyển động tịnh tiến của pittông thành chuyển động quay của trục để đưa công suất

ra ngoài

Các lực tác dụng gây nên ứng suất uốn và xoắn trục, đồng thời gây ra các hiện tượng dao động xoắn Các lực còn gây ra hao mòn lớn trên bề mặt ma sát ở cổ trục và chốt khuỷu

Hình 3.9 Trục khuỷu

1-Mặt bích đầu trục khuyu; 2,6-Vành gạt dầu; 3-Đối trọng đầu trục; 4-Bánh răng dẫn động bơm dầu; 5-Nút đậy; 7-Bánh răng chủ động; 8-Đối trọng đuôi trục; 9-Then bán nguyệt; 10-Nắp cổ trục; 11-Bạc lót

Trục khuỷu được chế tạo bằng thép hợp kim, cổ trục được tôi với dòng điện cao tần, chiều sâu lớp tôi 2  6 [mm] hoặc bằng phương pháp thấm nitơ

Động cơ KAMAZ - 740 dùng trục khuỷu nguyên, các cổ trục, chốt khuỷu làm thành một khối.Trục khuỷu có năm cổ trục và bốn chốt khuỷu

Trục khuỷu gồm các phần:đầu trục khuỷu, cổ trục khuỷu, chốt khuỷu, má khuỷu

và đuôi trục khuỷu

Đầu trục khuỷu, lắp với bánh răng số 4 để dẫn động bơm dầu bôi trơn Trên đầu trục khuỷu còn lắp một khớp nối thuỷ lực để dẫn động quạt gió Bánh răng chủ động được lắp trên đầu trục khuỷu theo kiểu lắp căng có then bán nguyệt Ngoài ra, trên đầu trục khuỷu còn lắp phớt chắn dầu (vành gạt dầu), ổ chắn dọc trục, (vành bán nguyệt) hạn chế chuyển động dọc trục của trục khuỷu

Cổ trục khuỷu:Có năm cổ trục khuỷu, các cổ trục khuỷu có kích thước như nhau, đường kính cổ trục:94,5 [mm]

Các cổ trục được bôi trơn nhờ các đường dầu ở thân máy dẫn đến các bệ đỡ ổ trục Bạc lót của trục có khoan lỗ và có rãnh chứa dầu bôi trơn, đường kính lỗ dầu trên trục :5[mm]

Chốt khuỷu: Có bốn chốt khuỷu, trên chốt có khoan các đường dẫn dầu bôi trơn chốt khuỷu, các đường này thông với đường dầu cổ trục nhờ các đường nghiêng Sau khi gia công người ta đậy kín các lỗ bằng các nút 5, tại đây dầu bôi trơn được lọc sạch thêm nhờ phương pháp ly tâm, đường kính lỗ dầu trên chốt khuỷu là: 5 [mm]

Mỗi chốt khuỷu lắp hai thanh truyền, mỗi thanh truyền ứng với một hàng xylanh

Má khuỷu: Là bộ phận nối liền chốt khuỷu và cổ trục, má khuỷu có dạng ôvan Đối trọng: Đối trọng có các tác dụng sau:

+ Cân bằng lực và mômen quán tính không cân bằng động cơ, chủ yếu là lực quán tính ly tâm;

+ Giảm tải cho cổ trục, nhất là cổ trục giữa ; + Giảm rung động cho động cơ

Các đối trọng có bề dày khác nhau, đối trọng dày nhất là :35,3 [mm] và đối trọng có bề dày nhỏ nhất là: 16,2 [mm] Các đối trọng ở giữa được làm liền với má khuỷu, hai đối trọng ở đầu và đuôi trục khuỷu 3 và 8 có thể tháo ra được, chúng được lắp chặt trên trục khuỷu bằng cách ép

Đuôi trục khuỷu được lắp các chi tiết :bánh đà, bánh răng số 7 để dẫn động trục cam, bơm cao áp, bơm nước được dẫn động nhờ bánh răng bên cạnh bánh răng số 7 Trên đuôi trục khuỷu có lắp vành chắn dầu 6, đuôi trục khuỷu được bắt kín khít nhờ vòng đệm bằng cao su nằm trong hộp bánh đà

3.2.5 Hệ thống nhiên liệu

3.2.5.1 Nhiệm vụ và yêu cầu

+ Nhiệm vụ:

Hệ thống nhiên liệu động cơ diezel có những nhiệm vụ sau:

- Chứa nhiên liệu dự trữ, đảm bao cho động cơ hoạt động liên tục trong một khởng thời gian quy định

- Lọc sạch nước và tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu

- Cung cấp nhiên liệu cần thiết cho mỗi chu trình ứng với chế độ làm việc quy định của động cơ

- Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xy lanh theo trình tự làm việc quy định của động cơ

- Cung cấp nhiên liệu vào xy lanh động cơ đúng lúc theo một quy luật đã định

+ Yêu cầu

Độ bền và độ tin cậy cao Dễ chế tạo, giá thành chế tạo rẻ Dễ dàng và thuận tiện trong

việc sửa chữa, bảo dưỡng

3.2.5.2 Đặc điểm nhiên liệu động cơ Kamaz- 740

Hệ thống nhiên liệu động cơ KAMAZ 740 sử dụng một hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu riêng biệt

Hệ thống nhiên liệu gồm có các bộ phận:bơm cao áp, vòi phun, bầu lọc tinh, bầu lọc thô, bơm thấp áp (bơm chuyển), bơm tay, thùng nhiên liệu, van điện từ, nến điện dùng để sấy nóng nhiên liệu của cơ cấu khởi động bằng điện, các đường ống thấp

Hình 3.10 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu

1-Thước thăm dầu; 2-Bơm cao áp cùng với bơm đẩy, bơm tay và khớp tự động phun sớm; 3-Vòi phun; 4-Bình lọc thô; 5-Thùng nhiên liệu; 6-Cảm biến chỉ mức nhiên liệu; 7-Bình lọc tinh; 8-Ống hút dầu và bầu lọc; 9-Nến điện; 10-Van điện từ

+ Nguyên lý làm việc:

Khi động cơ làm việc, nhiên liệu từ thùng dầu 5 (hình.15) qua bầu lọc thô 4 sẽ được bơm đẩy hút vào và đi qua bầu lọc tinh 7 theo các đường ống thấp áp được cấp vào bơm cáo áp 2 Theo thứ tự làm việc của các xylanh bơm cáo áp sẽ phân phối nhiên liệu vào vòi phun 2 theo các đường dẫn nhiên liệu cao áp Vòi phun sẽ phun nhiên liệu vào buồng cháy dưới dạng sương mù Nhiên liệu thừa và không khí lọt vào đường ống nạp sẽ đi qua van của bơm cao áp và van jiclơ của bầu lọc tinh theo các đường ống dẫn trở về thùng nhiên liệu

3.2.5.3 Đặc điểm cấu tạo của bơm cao áp

+ Đặc điểm :

- Đặc điểm bơm cao áp của động cơ KAMAZ - 740 :

Bơm cao áp của động cơ KAMAZ - 740 thuộc loại không thay đổi hành trình toàn bộ pittông, bơm và vòi phun rời nhau ( Bơm cao áp dãy ) Bơm cao áp có tám ngăn ( tổ ) bơm, các ngăn bơm được bố trí hình chữ V, mỗi ngăn được dẫn động nhờ trục cam

Bơm được bôi trơn theo phương pháp tuần hoàn vung té Đường dầu bôi trơn của bơm được nối với đường dầu trong thân máy dưới áp lực của hệ thống bôi trơn chung

Trên bơm có bố trí bộ điều tốc đa chế , bộ điều tốc này làm thay đổi lượng nhiên liệu đưa vào xylanh tuỳ thuộc vào tải, số vòng quay động cơ, sẽ đảm bảo số vòng quay qui định của trục khuỷu động cơ

Ở nắp sau của bộ điều tốc bố trí bơm nhiên liệu (bơm thấp áp)

Bơm tay được đặt trong bơm chuyển nhiên liệu, bơm có nhiệm vụ điền đầy cho

hệ thống và xả hết khí ra khỏi hệ thống trước khi khởi động động cơ

+ Cấu tạo một ngăn bơm cao áp :

Trên hình 16 giới thiệu kết cấu một tổ bơm của bơm cao áp Chi tiết chính của bơm cao áp là bộ đôi pittông-xylanh (pittông 5 và xylanh 6) Mỗi cặp bộ đôi được chế tạo rất chính xác và không có tính lắp lẫn với các chi tiết bộ đôi khác và khi sửa chữa, thay thế thì phải thay cả cặp

Xylanh được lắp trong thân bơm, không gian bên trong xylanh thông với hai khoang nhiên liệu A và B bằng các của nạp và của xả Bên trên xylanh có một van cao

áp được bố trí trên đế van Mặt tiếp xúc giữa pittông và xylanh được gia công với độ

2 3 4 5

6 7

13

12 11

10 9 8

1

chính xác và độ bóng rất cao

Đầu nối ống được vặn chặt và tỳ lên vai đế van cao áp thông qua một đệm tỳ làm tăng độ kín khít giữa hai bề mặt tiếp xúc Van cao áp luôn được tỳ sát lên mặt côn của đế van nhờ lò xo van cao áp, ngăn cách không gian phía trên đỉnh pittông với đường ống cao áp Ống xoay pittông 12 được lắp bên ngoài pittông, trên ống có vành răng ăn khớp với thanh răng 11 Vành răng được lắp chặt trên ống xoay, khi kéo thanh răng sẽ làm xoay ống xoay và pittông cũng xoay theo để thay đổi lượng nhiên liệu cấp cho chu trình Vai của ống xoay được tỳ lên đĩa trên của lò xo 4 và giữ lò xo trong thân bơm Mặt đuôi pittông tựa lên cơ cấu đẩy

Hình 3.11 Kết cấu một ngăn bơm cao

1-Thân bơm; 2-Cơ cấu đẩy; 3-Đế tựa cơ cấu đẩy; 4-Lò xo bơm cao áp; 5-Pittông; Xylanh; 7-Van cao áp; 8-Đầu nối ống; 9-Thân ngăn bơm; 10-Rãnh xoắn pittông; 11- Thanh răng; 12-Ống xoay pittông A-Khoang nạp nhiên liệu B-Khoang xả nhiên liệu

6-Trên thân pittông được phay định hình tạo thành tạo thành gờ xả nhiên liệu, có rãnh thẳng đứng và rãnh xoắn

Khe hở giữa pittông và xi lanh bơm cao áp từ 0.001 0.002 (mm)

- Nguyên lý làm việc

Khi pittông đi xuống (đỉnh cam bắt đầu đi ra khỏi con đội) dưới tác dụng của con đội và lực đẩy lò xo, van cao áp đóng kín, tạo ra độ chân không trong không gian phía trên đỉnh pittông Pittông tiếp tục đi xuống, khi đỉnh pittông đi qua cửa nạp và cửa

thải thì nhiên liệu từ khoang chứa bắt đầu đi vào không gian phía trên đỉnh pittông Qúa trình nạp nhiên liệu vào xy lanh tiếp tục cho đến khi pittông ở vị trí thấp nhất Dưới tác dụng của cam lên con đội, pittông bắt đầu đi lên Thời gian đầu pittông đi từ dưới lên qua các cửa nạp và cửa thải thì một phần nhiên liệu bị đẩy từ không gian phía trên pittông ra các khoang chứa.Khi đỉnh pittông đến ngang mép trên của cửa nạp và cửa thải thì các cửa này được bịt kín và lúc này áp suất nhiên liệu ở phía trên pittông bắt đầu tăng lên Vị trí này của pittông tương ứng với thời điểm bắt đầu quá trình cung cấp nhiên liệu Nếu pittông tiếp tục đi lên thì nhiên liệu sẽ bị nén và áp suất sẽ tăng cao

Khi áp suất của nhiên liệu phía trên đỉnh pittông đủ lớn thì nó sẽ thắng lực ép của lò xo van cao áp và đẩy van cao áp đi lên Nhiên liệu đi vào đường ống cao áp đến vòi phun Quá trình cung cấp được tiếp diễn đến lúc rãnh xoắn của pittông bắt đầu trùng với cửa xả Vị trí này của pittông tương ứng vói thời điểm kết thúc quá trình cung cấp nhiên liệu

Từ lúc mở cửa xả, nhiên liệu từ không gian phía trên pittông được đẩy ra đường nhiên liệu xả, áp suất nhiên liệu ở không gian phía trên pittông giảm xuống Dưới tác dụng của lực lò xo và áp suất nhiên liệu trong không gian của đầu nối ống cao áp, van cao áp tỳ chặt lên đế van, chấm dứt quá trình cung cấp nhiên liệu cho vòi phun, kết thúc một chu trình cung cấp nhiên liệu cho động cơ Quá trình cứ lặp đi lặp lại để cung cấp nhiên liệu cho động cơ

Để điều chỉnh lượng nhiên liệu do từng ngăn bơm cao áp đưa tới vòi phun, phải dùng thanh răng 11 Khi tác động vào thanh răng 11 (đẩy hay kéo) tức là làm tăng hay giảm lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình do khi xoay pittông sẽ làm thay đổi vị trí tương đối giữa rãnh xoắn trên pittông và các cửa nạp, cửa xả của xylanh