tìm hiểu về hệ thống bôi trơn

Hệ thống bôi trơn khoa động lực Giới thiệu chung: 1.1 Chức chính: -Lọc đưa chất bôi trơn đến bề mặt cần bôi trơn 1.2 Vai trò: -Có vị trí quan trọng, đảm bảo cho động làm việc an toàn tăng tuổi thọ cho động với mục đích 1.3 Nhiệm vụ: -Bơi trơn bề mặt có chuyển động trượt chi tiết nhằm giảm ma sát đó, giảm mài mòn dẫn đến tăng tuổi thọ Hình 1: Lực ma sát phát sinh hai bề mặt chi tiết chuyển động với -Ngoài chức chính, hệ thống bơi trơn : Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thiện-Nguyễn Nhật Tân Trang Hệ thống bơi trơn • • • khoa động lực Rửa bề mặt ma sát chi tiết Làm mát số cho tiết : Pistong,xy-lanh, trục khuỷu, … Bao lấp khe hở bề mặt chi tiết nhờ chất phụ gia dầu, rút ngắn thời gian chạy rà động 1.4 Yêu cầu kỹ thuật -Đối với độ nhớt (Chất bôi trơn): Độ nhớt dầu phải nằm giới hạn cho phép Bảo vệ bề mặt kim loại khơng ăn mòn Dầu bơi trơn khơng cạn cacte, đường ống Tuổi thọ cao giá phù hợp • • • • -Đối với hệ thống: Phải đưa chất bôi trơn tới nơi cần thiết cách liên tục với lưu • lượng, trạng thái chất xác định kiểm tra điều chỉnh, điều hành dễ dàng Các thiết bị, bôi trơn phải đơn giản, tháo lắp kiểm tra, điều chỉnh • có khả dễ tự động hóa giá vừa phải 2.Phân loại : -Cho đến ngày nay, hệ thống bôi trơn phân chia theo phương pháp bơi trơn: • • • Bơi trơn vung tóe Bôi trơn cưỡng Bôi trơn cách pha dầu bôi trơn vào nhiên liệu 2.1 Hệ thống bôi trơn kiểu vung tóe -Phương pháp sử dụng động nhỏ, xy lanh Đầu to truyền có gắn thìa, q trình quay dầu thìa múc hắt tung toé Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thiện-Nguyễn Nhật Tân Trang Hệ thống bôi trơn khoa động lực lên ổ trục để bôi trơn Đây phương pháp đơn giản, không đảm bảo bơi trơn, sử dụng Hình 2: Bơi trơn vung tóe 2.2 Bơi trơn cách pha dầu bôi trơn vào nhiên liệu -Đây phương pháp đơn giản dùng cho động xăng kỳ cỡ nhỏ Tỷ lệ pha trộn dầu nhờn xới xăng 1/20 ÷ 1/25 thể tích Một số động Đức, Tiệp thường pha tỷ lệ 1/30 đến 1/33 - Tỷ lệ dầu nhờn cao sinh muội than nhiều đóng bám vào đỉnh piston, bugi, buồng đốt - Tỷ lệ dầu nhờn thấp bôi trơn kém, ma sát lớn dễ làm nóng máy, piston bó kẹt xy lanh Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thiện-Nguyễn Nhật Tân Trang Hệ thống bôi trơn khoa động lực Hình 3: Pha dầu nhờn vào nhiên liệu 2.3 Bôi trơn cưỡng -Hầu hết động đốt ngày sử dụng phương pháp bôi trơn cưỡng Dầu nhờn hệ thống bôi trơn bơm dầu đẩy đến bề mặt ma sát áp suất định hồn tồn đảm bảo yêu cầu bôi trơn, làm mát tẩy rửa bề mặt ma sát ổ trục Tuỳ theo vị trí chứa dầu nhờn, hệ thống bơi trơn chia thành loại : - Hệ thống bôi trơn cacte ướt: dầu bôi trơn chứa cacte - Hệ thống bơi trơn cacte khơ: dầu chứa thùng ngồi cacte Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thiện-Nguyễn Nhật Tân Trang Hệ thống bôi trơn khoa động lực 2.3.1 Hệ thống bơi trơn cưỡng cacte ướt: Hình 4: Sơ đồ ngun lí hệ thống bơi trơn cacte ướt 1.Cacte dầu 6.Mạch dầu 2.Bầu lọc thơ 7.Áp kế dầu (đồng hồ áp suất) 3.Bơm dầu 8.Van điều áp 4.Bầu lọc tinh 9.Van an tồn 5.Bình làm mát  Ngun lí hoạt động: -Bơm dầu dẫn động từ trục khuỷu thô (2), dầu bôi trơn cacte (1) hút vào bơm qua lưới lọc thô (2) (lưới lọc để lọc sơ tạp chất có kích thước lớn) Sau qua bơm dầu có áp cao dầu vào bầu lọc (4) để lọc tạp chất dẫn đến bình làm mát (5), dầu làm mát đưa lên đường ống dẫn dầu (6) bôi trơn cho phận theo mạch dầu (9) cacte (1) -Ưu điểm: gọn chiếm chỗ Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thiện-Nguyễn Nhật Tân Trang Hệ thống bôi trơn khoa động lực -Nhược điểm : Là tồn dầu bơi trơn cacte phải sâu để dung tích lớn làm tăng chiều cao động cơ, ngồi dầu ln dễ phản ứng với khí cháy có nhiệt độ cao từ buồng đốt lọt xuống theo nhiên liệu axit làm giảm tuổi thọ dầu 2.3.2 Hệ thống bôi trơn cưỡng cacte khô -Hệ thống bôi trơn cacte khô khác với hệ thống bôi trơn cacte hệ thống có thêm đến hai bơm làm nhiệm vụ chuyển dầu từ cacte đến bình làm mát Hình 5: Sơ đồ ngun lí hệ thống bơi trơn cacte khô 1.Cacte dầu 5.Bơm dầu bôi trơn 2.Bơm dầu 6.Bầu lọc thô 3.Thùng dầu 7.Đồng hồ áp suất 4.Lưới lọc sơ  Nguyên lí hoạt động : -Bơm dầu dẫn động từ trục khuỷu hay trục cam Dầu thùng dầu (3) bơm hút (5) qua lọc (4) ,dầu tới bình lọc thơ (6) Từ dầu theo Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thiện-Nguyễn Nhật Tân Trang Hệ thống bôi trơn khoa động lực nhánh (9) để bơi trơn trục khuỷu sau lên bơi trơn đầu to truyền chốt Pit-tông theo nhánh 10 bôi trơn trục cam Từ đường dầu khoảng 1520% lưu lượng nhánh dẫn đến bầu lọc tinh (11) ,tại chất nhỏ giữ lại, sau dầu chảy bầu lọc tinh với áp suất nhỏ để thùng chứa(3) -Trong trình bơi trơn,dầu chảy xuống cacte hai bơm hút qua lọc sau dầu đưa đến bình làm mát thùng chứa (3) -Ưu điểm: cacte dầu khơng có sựvađập dầu với tay quay đầu to truyền, có két riêng đựng dầu lên cacte nhỏ gọn, dầu sẽ, làm việc địa hình dốc mà khơng bị thiếu dầu -Nhược điểm:có cấu tạo phức tạp, khó tháo lắp, sửa chửa, không gọn nhẹ (động diesel lắp máy ủi, xe tăng, tàu thủy… ) Các phận hệ thống bơi trơn 3.1 Bơm dầu -Có nhiệm vụ hút dầu cacte hay thùng dầu chứa để cung cấp cho bề mặt chi tiết cần bôi trơn với áp lực lượng dầu định -Yêu cầu: Các loại bơm dầu phải tạo áp suất để dầu đến bề mặt -Điều kiện làm việc: môi trường áp suất, nhiệt độ cao, tốc độ quay lớn 3.1.1 Bơm bánh ăn khớp -Vỏ bơm nắp bơm lắp với bulơng trục chủ động quay tự đầu có lắp then bán nguyệt (để hạn chế, di chuyển dọc trục) -Bánh chủ động lấy đầu với trục chủ động, đầu trục lắp với bánh truyền động ăn khớp với bánh trục cam Bánh bị động lắp vào trục bị động ăn khớp với chủ động quay ngược chiều làm việc Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thiện-Nguyễn Nhật Tân Trang Hệ thống bôi trơn khoa động lực Hình 6: Cấu tạo bơm dầu bánh ăn khớp 1.Vỏ 7.Bộ phận thu dầu 2.Nắp 8.Lưới lọc 3.Trục chủ động 9.Trục 4.Bánh 10.Van 5.Lỗ 11.Vít điều chỉnh  Nguyên lí làm việc: -Bánh chủ động mô tơ riêng chủ động từ động Trục chủ động (3) quay làm quay bánh chủ động (4) bơm dầu, bánh chủ động bị động quay ngược chiều nhau, dầu bôi trơn vào bơm qua phận thu dầu (7) nằm khe bánh đưa sang lỗ dầu (5) Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thiện-Nguyễn Nhật Tân Trang Hệ thống bôi trơn khoa động lực 3.1.2 Bơm bánh ăn khớp Hình 7: Hình vẽ mô tả cấu tạo bơm bánh ăn khớp 1.thân bơm 5.trục dẫn động 2.bánh bị động 6.bánh chủ động 3.đường dầu vô 7.đường dầu 4.rãnh then  Nguyên lí làm việc: -Khi động làm việc, bánh chủ động (6) quay nhờ chuyển động trục khuỷu hay trục cam Lúc này, bánh chủ động (6) làm bánh bị động (2) quay chiều Do đó, tao áp lực (giảm áp suất) bơm, nhờ dầu hút vào bơm theo đường dầu (3) Tiếp tục, dầu theo rãnh (4) (7) để thoát theo đường dầu (lượng dầu guồng vào bơm với thể tích khơng đổi) 3.2 Bầu lọc thô Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thiện-Nguyễn Nhật Tân Trang Hệ thống bôi trơn khoa động lực -Bầu lọc thô dùng để làm dầu bước đầu Bầu lọc thơ gồm có thân , thân trục lõi lọc (lá lọc chêm xếp xen kẽ với khe hở 0,08 mm, khe có lọc cặn), lõi lọc bắt vào trục lõi lọc, đầu trục bắt bầu vỏ lọc có tay quay vặn chặt.Dầu vào khe hở chêm dọc.Tạp chất bị giữ lại dầu tương đối vào lõi lọc đường dầu ra.Sau đó, dầu vào đường vào động Hình 8: Cấu tạo bầu lọc thơ Viên bi an tồn Trục gạt cặn Lá gạt cặn Những dọc Lá chêm Lá dọc Ốc xả cạn dầu Cốc lắng cặn Vỏ bầu lọc 10 Phớt chắn đầu 11 Mũ ốc chắn đầu 12 Trục bầu lọc 13 Trục quay Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thiện-Nguyễn Nhật Tân Trang Hệ thống bôi trơn khoa động lực 14 15 3.3 Bầu lọc tinh: 16 -Bầu lọc tinh chất cặn bẩn nhỏ 0,01 mm mà bầu lọc thô không lọc thường sử dụng phận lọc giấy, sợi vải giấy, sợi vải tổng hợp số loại vật liệu khác Tuy nhiên, sử dụng rộng rãi lọc giấy, loại sử dụng 1500-2000 Cấu tạo dạng bầu lọc tinh mô tả hình Bầu lọc có lưới lọc giấp (số 15) Dầu bơm vào bầu lọc bơm thấp áp, sau qua ống giấy lọc 17 - Hệ thống nhiên liệu có bơm cao áp kiểu phân phối thường sử dụng bầu lọc chung cho hệ thống có lắp bơm tay để xả khí khởi động máy 18 19 Hình 9: số hình ảnh bầu lọc tinh Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thiện-Nguyễn Nhật Tân Trang Hệ thống bôi trơn khoa động lực 20 21 Hình 10: Bầu lọc dầu hãng xe Toyota 22 3.4 Bình làm mát -Nhiệm vụ, yêu cầu: hạ thấp nhiệt độ dầu theo quy định 23 70-80 độ -Điều kiện làm việc: nhiệt độ áp suất cao 24  Nguyên lý làm việc: 25 -Người ta cho nước có nhiệt độ thấp chạy ống đồng, dầu nóng chuyển độngtheo vòng xoắn phía ngồi Nếu cấn nước đọng lại thành ống ta làm dễ dàng Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thiện-Nguyễn Nhật Tân Trang Hệ thống bôi trơn khoa động lực 26 27 Hình 11: Bình làm mát nước 28 Nắp bình 32 Van xả dầu 29 Tấm tròn 33 Nắp bình 30 Vỏ bình 34 Các ống nước 31 Các van dẹt 35 36 37 Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thiện-Nguyễn Nhật Tân Trang Hệ thống bôi trơn khoa động lực 38 39 Hình 12: Hình ảnh két làm mát dầu thực tế 40 41 42 43 Hình 13:Bình làm mát khơng khí 44 1.Đường dầu vào 47 4.Đường dẫn dầu làm mát 45 2.Đường dầu 48 5.Các tản nhiệt 46 3.Lỗ bắt bu lông Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thiện-Nguyễn Nhật Tân Trang Hệ thống bôi trơn khoa động lực 49 3.5 Van giảm áp 50 -Nhiệm vụ van giảm áp:giữ cho áp suất dầu máy hệ thống bôi trơn ổn định Nếu áp suất cao dầu phun vào vách xylanh nhiều lọt vào buồng cháy làm tiêu hao dầu nhờn, ảnh hưởng xấu tới q trình cơng tác đồng thời làm cho bánh truyền động, bánh chủ động va vào áp kế hư hỏng 51 -Yêu cầu: phải trạng thái sẵng sàng có cố áp suất tăng cao đường ống 52 53 54 Hình 14: Sơ đồ nguyên lí van giảm áp Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thiện-Nguyễn Nhật Tân Trang Hệ thống bôi trơn khoa động lực 55 Mũ ốc điều chỉnh áp lực lò xo 56 Lò xo van 57 Viên bi thép 58 Bánh  Nguyên lý làm việc: 59 -Khi áp suất bình thường, lò xo ép viên bi đóng kín rãnh thơng đường dầu vào Khi áp suất vượt mức quy định tức thắng lực đàn hồi lò xo đẩy viên bi làm thông đường dầu vào lại với Do đó, lượng dầu tràn đường dầu vào hạn chế áp suất quy định 60 3.6 Van an tồn: 61 -Khi bình lọc thô bị tắt chênh lệcháp suất dấu bình lọc dầu mạch Van an toàn dùng để xả dầu chưa lọc vào cacte động áp suất roto tăng mức quy định 62 63 Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thiện-Nguyễn Nhật Tân Trang Hệ thống bôi trơn khoa động lực 64 Hình 15: Hình vẽ mơ tả cấu tạo van an toàn 65 1.Mũ ốc điều chỉnh 68 4.Van 66 2.Lò xo 69 5.Đường dầu vào 67 3.Vỏ van 70 6.Đường dầu 71 3.7 Van điều chỉnh áp lực: 72 -Van điều chỉnh áp lực dùng để xả dầu cacte áp suất vượt mức quy định Van điều chỉnh cho áp suất khoảng 2,5-3,5 atm Nhiệm vụ van giữ áp suất mạch dầu áp suất định 73 74 75 76 Hình 16: Hình ảnh cấu tạo van điều chỉnh áp lực 77 1.Đường dầu vào Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thiện-Nguyễn Nhật Tân Trang Hệ thống bôi trơn khoa động lực 78 2.Van 79 3.Đường dầu 80 4.Vỏ van 81 5.Lò xo 82 6.Mũ ốc điều chỉnh 83 84 85 Sinh viên thực hiện: Trần Anh Thiện-Nguyễn Nhật Tân Trang 86 Một số thông tin thú vị dầu nhớt (dầu nhờn): 87 -Dầu nhớt động ôtô xe máy có hai thơng số quan trọng cấp hiệu (còn gọi phẩm cấp cấp chất lượng) API cấp độ nhớt SAE 88 - Cấp hiệu API (Viện dầu mỏ Mỹ) dùng để phân loại chất lượng nhớt động xăng diesel bắt đầu áp dụng rộng rải Mỹ giới từ năm 60 kỷ trước Theo phát triển thiết kế động cơ, trung bình sau khoảng 4-5 năm lại có cấp API đời để đáp ứng yêu cầu bôi trơn hệ động tương ứng 89 - Cấp chất lượng nhớt động xăng ký hiệu API SA, SB, SC… đến cấp API SN Trong chữ cuối dùng để phân biệt cấp xếp theo bảng chữ cái, chữ đứng sau biểu thị cho phẩm cấp cao Ví dụ phẩm cấp API SN cao SM ; SM cao SL 90 - Tương tự vậy, nhớt động diesel phân thành cấp API từ CA CD (API CA, API CB, API CC, API CD) Thời kỳ đầu, dầu nhớt có chức chủ yếu bảo vệ kéo dài tuổi thọ động Về sau nhớt đảm đương thêm nhiều chức khác giúp động giảm tiêu hao nhiên liệu góp phần làm giảm thiểu khí xả độc hại để động đạt tiêu chuẩn khí xả Euro 3, 91 92 Hình 17: Các ký hiệu phẩm cấp dầu nhớt 93 - Các cấp hiệu API API SN hay API CJ-4 đánh giá theo tiêu khả bảo vệ động (tính chống cặn bám, chống mài mòn…), tiết kiệm nhiên liệu (độ nhớt thấp, đa cấp), kéo dài định kỳ sử dụng nhớt phin lọc (chống ơ-xy hóa, phân tán cặn), bảo vệ thiết bị xử lý khí xả API CJ-4 cấp cao nay, chữ cuối biểu thị cho phẩm cấp số biểu thị cho loại nhớt dành cho động 94 - Tiêu chuẩn Viện Dầu mỏ Mỹ xác định nên quy trình nghiêm ngặt tốn Nhà sản xuất phải trả chi phí từ vài chục ngàn đến vài trăm ngàn đô-la tùy thuộc vào cấp API định đăng ký Đầu tiên hãng nộp hồ sơ, mẫu dầu chi phí Sau mẫu thử nghiệm động xét nghiệm phòng thí nghiệm nhà chế tạo động Cuối API đánh giá kết cấp chứng 95 - Sau API cấp chứng tên sản phẩm niêm yết website quan nhà sản xuất quyền in nhãn hiệu chất lượng API lên nhãn bao bì sản phẩm Một số hãng khơng đủ khả để API cấp chứng tự đánh giá tự tuyên bố đạt tiêu chuẩn API, không in nhãn hiệu chất lượng API.Để đáp ứng yêu cầu loại xe nay, cần lựa chọn cấp chất lượng cao tốt API SL ; SM hay SN cho động xăng API CH-4 hay CI-4 cho động diesel Các nhà sản xuất thường dùng màu nắp, màu bao bì hay màu nhãn khác cho sản phẩm có phẩm cấp khác Tất nhiên có chênh lệch giá (nhiều lớn) cho phẩm cấp khác 96 - Thông số thứ cần quan tâm chọn dầu nhớt cấp độ nhớt SAE (Hiệp hội kỹ sư ôtô Mỹ) Cấp độ nhớt SAE biểu thị cho độ đặc-loãng dầu nhớt SAE 30, 40 50 Số lớn có nghĩa nhớt đặc khả bôi trơn tốt Các cấp độ nhớt xác định 100 độC (là nhiệt độ trung bình nhớt động làm việc) gọi độ nhớt đơn cấp nhiệt độ cao 97 - Dầu nhớt bôi trơn dầu mỡ ăn có đặc tính khơng mong muốn độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ, tức đặc lại nhiệt độ xuống thấp ngược lại loãng nhiệt độ tăng Các loại nhớt đơn cấp bảo đảm đạt độ nhớt nhiệt độ cao yêu cầu để bôi trơn động Còn nhiệt độ xuống thấp (khi động chưa hoạt động) dầu đơn cấp q đặc gây khó khăn cho việc khởi động lưu thông dầu nhớt đến phận động 98 - Khắc phục nhược điểm này, loại dầu nhớt có độ nhớt đa cấp SAE 10W-30 ; 15W-40 20W-50 phát triển đưa vào sử dụng ngày rộng rãi Chữ W cho viết tắt "Winter – mùa đông" khả khởi động trời lạnh Nhớt đa cấp vừa bảo đảm độ nhớt phù hợp để bôi trơn tốt động nhiệt độ cao vừa bảo đảm nhớt không đặc nhiệt độ thấp nhằm giúp xe dễ khởi động vận hành 99 - Ở dầu nhớt đa cấp, chữ số đứng trước "W" dùng để khoảng nhiệt độ mà dầu giúp động khởi động tốt Nhiệt độ xác định cách lấy 30 trừ số nhiệt độ âm Chẳng hạn dầu 20W-50 khởi động tốt -10 độC Dầu 10W-30 khởi động tốt -20 độC 100 - Trước khách hàng có thói quen dùng loại nhớt đặc nhớt đơn cấp SAE 50 đơn cấp SAEW 20W-50 với quan niệm nhớt đặc tốt Hiện cơng nghệ dầu nhớt phát triển nên quan niệm thay đổi Nhờ có loại phụ gia dầu có độ nhớt thấp SAE 40 ; 15W-40 hay 10W-30 vừa bôi trơn bảo vệ tốt động vừa mang lại lợi ích khác giảm tổn thất công suất, giảm tiêu hao nhiên liệu, giúp xe khởi động vận hành ổn định 101 -Do xu hướng nhà chế tạo khuyến nghị loại dầu nhớt động đa cấp có độ nhớt thấp để sử dụng cho vùng khí hậu khác kể nước có khí hậu nóng Việt Nam 102 103 104 105  ... sát ổ trục Tuỳ theo vị trí chứa dầu nhờn, hệ thống bôi trơn chia thành loại : - Hệ thống bôi trơn cacte ướt: dầu bôi trơn chứa cacte - Hệ thống bôi trơn cacte khô: dầu chứa thùng cacte Sinh viên... theo nhiên liệu axit làm giảm tuổi thọ dầu 2.3.2 Hệ thống bôi trơn cưỡng cacte khô -Hệ thống bôi trơn cacte khô khác với hệ thống bôi trơn cacte hệ thống có thêm đến hai bơm làm nhiệm vụ chuyển... -Cho đến ngày nay, hệ thống bôi trơn phân chia theo phương pháp bơi trơn: • • • Bơi trơn vung tóe Bơi trơn cưỡng Bơi trơn cách pha dầu bôi trơn vào nhiên liệu 2.1 Hệ thống bơi trơn kiểu vung tóe