+ Hệ thống làm mát bằng không khí: Có cấu tạo rất đơn giản dễ sử dụng và tiện lợi trong điều kiện thiếu nước như ở sa mạt, rừng sâu, trong lâm nghiệp hoặc trong quân sự.
2.2.5.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức bức
1- Thân máy; 2- Nắp Xilanh; 3- Đường nước ra khỏi động cơ;
4- Ống dẫn bọt nước; 5- Van hằng nhiệt; 6- Nắp rót nước; 7- Két làm mát; 8- Quạt gió; 9- Puli;
10- Ống nước nối tắt về bơm; 11- Đường nước vào động cơ; 12- Bơm nước; 13- Két làm mát dầu;
14- Ống phân phối nước. - Nguyên lý hoạt động:
Nước làm mát có nhiệt độ thấp được bơm hút từ bình chứa phía dưới két nước qua đường ống qua két làm mát dầu sau đó vào động cơ. Để phân phối nước làm mát đồng đều cho các xylanh, nước sau khi bơm vào thân máy phải chảy qua ống phân phối nước đúc sẵn trong thân động cơ. Sau khi làm mát xylanh, nước lên làm mát nắp máy rồi xuống theo đường ống ra khỏi động cơ với nhiệt độ cao đến van hằng nhiệt. Khi van hằng nhiệt mở nước qua van vào bình chứa phía trên két nước tiếp theo nước từ bình trên đi qua các ống nhỏ có gắn ống tản nhiệt rồi được làm mát bằng không khí từ cánh quạt tạo ra.
2.2.5.3 Cấu tạo các bộ phận chính của hệ thống làm mát a) Bơm nước:
- Công dụng: Dùng để bơm nước từ bình chứa nước đến các đường ống dẫn vào trong thân động cơ và nắp máy làm mát các chi tiết bên trong động cơ. Thường dùng là bơm ly tâm, được dẫn động bằng đai từ trục khuỷu động cơ.
- Cấu tạo:
Bơm nước bao gồm: Thân bơm, guồng bơm, trục cánh quạt, đường nước vào và ra, các đệm và lò xo để chắn nước.
- Nguyên lý hoạt động:
Khi động cơ làm việc thông qua bộ truyền đai, trục bơm quay làm guồng quạt nước quay ở trong vỏ bơm. Do tác dụng của lực li tâm của cánh guồng mà quạt nước vào thành trong vỏ bơm sinh ra một áp lực đẩy nước vào các đường nước làm mát.
b) Két làm mát: - Công dụng
Két làm mát nước là bộ phận trao đổi nhiệt trong hệ thống làm mát. Nước nóng sau khi được làm mát trong động cơ được đưa tới két làm mát nước, được luồng không khí đi qua lấy bớt nhiệt và nguội đi.
- Cấu tạo:
Két nước bao gồm đường ống dẫn nước nóng, ống nước nhỏ, bộ phận tản nhiệt, khoang nước mát, van xả,…
Hình 2.32: Két làm mát - Nguyên lý làm việc:
Nước nóng sau khi ra khỏi động cơ được dẫn vào két làm mát đi qua các ống mỏng có gắng các cánh tản nhiệt, nước được làm mát bằng dòng không khí do quạt tạo ra. Tại khoang chứa nước mát phía dưới, nước có nhiệt độ thấp lại được bơm hút vào động cơ thực hiện một chu trình làm mát.
c) Quạt gió:
Quạt gió dùng để tạo ra không khí làm mát két nước nóng, quạt được dẫn động bằng puli từ trục khuỷu động cơ. Quạt gió được chế tạo từ nhựa, có trong lượng nhẹ để tăng tốc không khí đảm bảo làm mát két nước một cách hiệu quả.
d) Van hằng nhiệt:
- Van hằng nhiệt thực chất là tổ hợp hai van, nước chia làm hai dòng một dòng đến két làm mát, một dòng đi theo đường ống trở lại bơm vào động cơ. - Van hằng nhiệt bao gồm các bộ phận sau: Hộp xếp, đường về bơm, van về
bơm, van ra két, đường ra két, đường nước nóng đến từ động cơ, thân van.
Hình 2.33: Van hằng nhiệt
1- Hộp xếp; 2- Đường nối tắt về bơm; 3- Van về bơm;
4- Van hằng nhiệt; 5- Đường về két làm mát; 6- Đường từ thân máy vào; 7- Vỏ;
Nguyên lý làm việc: Khi nhiệt độ nước làm mát thấp hơn nhiệt độ quy định, hộp xếp chưa bị giãn nở nên van ra két đóng, van về bơm mở hoàn toàn nước không được làm mát mà chỉ tuần hoàn trong động cơ. Khi nhiệt độ nước đạt đến nhiệt độ quy định trở đi chất lỏng trong hộp xếp (gồm 1/3 thể tích là rượu etylic và 2/3 là nước cất – hơi hóa) làm hộp xếp giãn nở sẽ mở van ra két và đóng dần van về bơm. Khi nhiệt độ đạt đến một giá trị nào đó, van ra két được mở hoàn toàn và van về bơm bị đóng hoàn toàn, toàn bộ lưu lượng nước được làm mát ở két nên van hằng nhiệt không tác dụng điều chỉnh nhiệt độ nữa.
e) Nắp két nước:
Hình 2.34: Nắp két nước
Có hai van, van xả có tác dụng giảm áp khi áp suất trong hệ thống cao khoảng (1,15 – 1,25)KG/cm2 do bọt hơi sinh ra trong hệ thống nhất là khi động cơ quá nóng. Còn van hút sẽ mở để bổ sung không khí khi áp suất chân không trong hệ thống lớn hơn giá trị cho phép khoảng (0,05 – 0,1)KG/cm2.
Khi áp suất trong hệ thống làm mát nằm trong trị số qui định van áp suất và van chân không tiếp xúc gần với ổ đặt tương ứng do tác dụng của các lò xo van để đảm bảo cho hệ thống làm mát được kín sát khí. Khi áp suất nâng lên trên chỉ số quy định van áp suất mở thắng sức căng của lò xo van và mở thông bên trong của hệ thống làm mát với áp suất khí quyển để làm mát.
Khi nước làm mát và hệ thống bị giảm đi tới áp suất thấp hơn áp suất khí quyển, van chân không đẩy lò xo van xuống để mở ra để cho không khí đi qua ống tràn.
CHƯƠNG 3
NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP TRÊN ĐỘNG CƠ
3.1 Cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền 3.1.1 Phần thân động cơ
3.1.1.1 Đặc điểm và nguyên nhân hao mòn hư hỏng của thân động cơ Hiện tượng bị nứt: Hay xảy ra ở khu vực vách ngăn giữa các lỗ lắp xylanh, Hiện tượng bị nứt: Hay xảy ra ở khu vực vách ngăn giữa các lỗ lắp xylanh, vách ngăn giữa các cửa hút và thải, ở các bệ đỡ ổ trục hoặc ở thành vách áo nước do chịu quá tải với tải trọng va đập hoặc do nhiệt độ của động cơ thay đổi đột ngột. Hiện tượng này gây ra lọt khí, chảy dầu, chảy nước và làm ảnh hưởng đến quá trình làm việc bình thường của động cơ.
Bị biến dạng: Là làm thay đổi hình dạng hình học của thân động cơ, làm mất độ trùng tâm giữa các ổ đặt trục khuỷu và các ổ đặt trục cam, mất độ song song giữa các ổ đặt trục khuỷu và trục cam, làm mặt lắp với nắp động cơ không phẳng. Nguyên nhân là do nhiệt độ, tình trạng phân bố lực, chất lượng lắp ghép không đúng, chất lượng và tình trạng đốt cháy, do chất lượng chế tạo,…
Các vị trí lắp ốc cấy, bulong bị hư ren.
Ngoài ra còn có những hư hỏng bất thường khác như bị thủng, bị vỡ do đứt bulong biên, gãy biên, và bị va chạm mạnh.
3.1.1.2 Phương pháp kiểm tra hư hỏng:
Thông thường phát hiện bằng mắt các vết nứt lớn, các lỗ chân ren bị hư hỏng hoặc tuông ren. Các vết nứt nhỏ khó phát hiện ta có thể dùng nước có áp suất lớn (khoảng 4 kG/cm2) để nén vào thân động cơ khi làm kín các lỗ thông.
Dùng thước lá và thước thẳng để kiểm tra độ không thẳng tâm của các gối đỡ ổ trục khe hở 0,03 – 0,05mm và dùng bàn máp hoặc thước thẳng và thước lá kiểm tra độ không phẳng của bề mặt lắp nắp máy khe hở tối đa 0,15mm.
Hình 3.1: Đo độ thằng tâm của các gối đỡ ổ trục 3.1.2 Phần xylanh
3.1.2.1 Đặc điểm và nguyên nhân hư hỏng của xylanh
Vị trí hao mòn nhiều nhất
Xilanh là chi tiết làm việc trong điều kiện nặng nhọc với áp suất cao, nhiệt độ cao, ma sát lớn, chịu sự va đập và điều kiện bôi trơn khó khăn nên xilanh bị hao mòn nhanh. Vị trí hao mòn nhiều nhất tướng ứng với vị trí của vòng găng thứ nhất khi piston ở điểm chết trên và giảm dần về phía dưới. theo chiều ngang xilanh mòn có dạng hình ovan nằm theo mặt phẳng lắc của biên.
Những hư hỏng khác trong những điều kiện làm việc không bình thường xylanh còn bị cào xướt, cháy, rồ, nứt, thủng,…
3.1.2.2 Phương pháp kiểm tra hư hỏng
- Các hư hỏng của xylanh thường được xác định bằng mắt, bằng tay.
- Dùng đồng hồ so đo lỗ để kiểm tra độ hao mòn của xylanh kiểm tra ở 3 vị trí, ở mỗi vị trí kiểm tra theo 2 mặt phẳng, mặt phẳng song song với trục khuỷu và mặt vuông góc với trục khuỷu.
Hình 3.3: Đo đường kính xylanh bằng đồng hồ so 3.1.3 Phần piston
3.1.3.1 Đặc điểm và nguyên nhân hư hỏng của piston
- Piston bị hao mòn theo thời gian trong quá trình sử dụng, thường hao mòn nhiều bề mặt vuông góc với ác piston, phần thân piston bị cào xướt thành các vết dọc do thiếu dầu bôi trơn, do piston bó trong xilanh.
- Piston bị nứt, vỡ ở phần thân do quá tải. Bệ chốt piston bị vỡ do móng hãm chốt hỏng làm chốt di chuyển lệch sang một bên hoặc do kẹt chốt piston do lắp quá chặt.
- Mòn các rãnh lắp bạc xéc măng do chuyển động của piston trong xylanh tạo ra ma sát và va đập liên tục, piston bị cháy rổ phần đỉnh do tiếp xúc trực tiếp với buồng cháy.
- Bạc xéc măng bị kẹt cứng trong rãnh xéc măng do đầu piston bị biến dạng do quá nóng.
- Chốt piston: Trong quá trình làm việc chốt piston bị hao mòn tại vị trí lắp biên và piston, cào xước, cong,…Do chịu đựng lực tải qua đập, chất lượng bôi trơn không đảm bảo.
Hình 3.4: Piston bị bể 3.1.3.2 Phương pháp kiểm tra hư hỏng
- Rửa sạch piston dùng thước kẹp kiểm tra đường kính của piston tại vị trí hao mòn nhiều nhất và vị trí ít hao mòn. Kiểm tra mặt đỉnh và phần thân của piston bằng mắt. Dùng thước kẹp hoặc thước lá để kiểm tra chiều cao rảnh lắp bạc xéc măng.
Piston bị bể
Hình 3.5: Đo đường kính ngoài piston
- Kiểm tra chốt piston bằng kinh nghiệm dùng tay và mắt khi kiểm tra. 3.1.4 Bạc xéc măng
3.1.4.1 Đặc điểm và nguyên nhân hư hỏng của bạc xéc măng
Hình 3.6: Bạc bị hao mòn
- Bạc xéc măng là chi tiết chịu mài mòn lớn nhất trong động cơ. Sự mài mòn xảy ra cả ở mặt lưng do ma sát với thành xilanh và ở hai mặt đầu do va đập với mặt rãnh trên piston, nhưng mài mòn ở mặt lưng là chủ yếu.
- Bạc xéc măng còn chịu nhiệt độ cao, giảm tính đàn hồi trong quá trình làm việc nên khả năng đảm bảo kín của xéc măng giảm. Ngoài ra bạc xéc măng còn bị gãy trong quá trình làm việc.
Bề mặt bạc bị hao mòn
- Các biểu hiện về tình trạng hao mòn và hư hỏng của bạc xéc măng là: chi phí dầu nhờn tăng, dầu nhờn mau mất phẩm chất, khói xả ngã màu xanh, hơi từ cacte ra nhiều có khói và nhớt, công suất của động cơ giảm.
3.1.4.2 Phương pháp kiểm tra - Kiểm tra độ đàn hồi của bạc xéc măng. - Kiểm tra độ đàn hồi của bạc xéc măng.
- Khi lắp piston – bạc xéc măng vào xylanh phải chú ý đến khe hở miệng của bạc xéc măng. Khe hở miệng của bạc xéc măng bằng đường kính piston D/300 đối với động cơ Diesel.
- Kiểm tra khe hở chiều cao (lắp ghép <0,02-0,05 giới hạn >0,15 – 0,2). - Kiểm tra khe hở lưng của bạc xéc măng và mặt làm việc với xylanh.
[6],[4]
Hình 3.7: Đo khe hở miệng của bạc xec măng 3.1.5 Thanh truyền
3.1.5.1 Đặc điểm và nguyên nhân hư hỏng của thanh truyền - Thanh truyền có thể bị biến dạng cong, xoắn, nứt gãy thân thanh truyền. - Thanh truyền có thể bị biến dạng cong, xoắn, nứt gãy thân thanh truyền.
- Bulong thanh truyền bị hư ren, bulong bị dãn, bị đứt.
- Nguyên nhân hư hỏng do: Chịu các lực tải va đập, chất lượng bôi trơn không đảm bảo, do ma sát.
Hình 3.8: Thanh truyền bị cong bị gãy 3.1.5.2 Phương pháp kiểm tra
- Độ uốn và độ xoắn của thanh truyền được kiểm tra trên thiết bị chuyên dùng. Độ cong tối đa cho phép 0,05 trên 100mm chiều dài thanh truyền, độ không song song hay độ lệch tâm cho phép là 0,02 trên 100mm chiều dài thanh truyền.
[4]
Hình 3.9: Đo độ uốn và độ xoắn của thanh truyền
Thanh truyền bị cong Thanh truyền bị gãy
3.1.6 Trục khuỷu
3.1.6.1 Đặc điểm và nguyên nhân hư hỏng của trục khuỷu
Hình 3.10: Trục khuỷu bị nứt
- Trục khuỷu làm việc trong điều kiện tải trọng lớn, với cường độ cao, va đập và chịu ma sát nên trục khuỷu có thể bị biến dạng cong, xoắn. Trục khuỷu bị cong thường xảy ra hơn so với xoắn. Bị mòn ở các bề mặt cổ trục và cổ biên. - Trục khuỷu bị cháy, cào xướt, rỗ và nứt, gãy: Chủ yếu do thiếu dầu bôi trơn
hay lẫn tập chất trong dầu bôi trơn, do quá tải…. 3.1.6.2 Phương pháp kiểm tra
- Các hư hỏng trên bề mặt có thể xác định bằng mắt, dùng hiện màu,…
- Dùng pame đo kích thước thực tế của đường kính cổ trục, độ côn, độ ovan của từng cổ trục. Mỗi cổ trục đo ở 3 vị trí và theo 2 mặt phẳng. Các cổ trục bị côn hoặc ô van tối đa là 0,025mm.
- Độ cong của trục được xác định bằng đồng hồ so, khe hở tối đa 0,5 mm. - Độ xoắn của trục thì tùy theo kết cấu cụ thể của trục mà có phương pháp
dụng cụ kiểm tra cho phù hợp.
- Kiểm tra độ đảo của đĩa lắp bánh đà bằng đồng hồ so. [4], [6]
Trục khuỷu bị nứt
3.1.7 Ổ Trượt
3.1.7.1 Đặc điểm và nguyên nhân hư hỏng của ổ trượt
- Ổ trượt bị mài mòn sinh ra côn và ovan do ma sát và thiếu dầu bôi trơn. - Lớp hợp kim chóng ma sát bị cháy, bị biến dạng dẻo do thiếu dầu bôi trơn và
chất lượng ổ trượt thấp làm tăng khe hở lắp ghép gây ra va đập.
- Bề mặt ổ trượt bị cào xướt do tạp chất trong dầu bôi trơn. Ngoài ra ổ trượt bằng đồng chì khi bị ăn mòn sinh ra rỗ.
Hình 3.11: Ổ trượt bị ăn mòn theo thời gian 3.1.7.2 Phương pháp kiểm tra
- Thông thường quan sát bằng mắt và tay phát hiện các mặt cào xướt.
- Kiểm tra lớp chống ma sát của ổ trượt, rửa sạch ổ trượt kiểm tra bề mặt làm việc của ổ trượt có thay đổi màu.
3.2 Cơ cấu phân phối khí 3.2.1 Phần nắp động cơ 3.2.1 Phần nắp động cơ
3.2.1.1 Đặc điểm và nguyên nhân hư hỏng của nắp máy
- Bị vênh, bị nứt: Do sự va đập mạnh khi làm việc, do sự chênh lệch nhiệt độ giữa các vị trí. Sự chênh lệch nhiệt độ do buồng đốt đóng muội than, do áo
Ổ trượt bị mòn theo thời gian
nước bị đóng cặn làm mức độ tản nhiệt ở các vùng khác nhau. Vênh còn do xiết bulong mặt máy không đều.
- Ổ đặt xupap bị cháy, rỗ, làm xupap đóng không kín, ổ đặt xupap bị mòn quá nhiều làm xupap tuột sâu trong ổ.
- Bạc dẫn hướng xupap bị mòn làm xupap lắc làm việc không ổn định.
Hình 3.12: Nắp động cơ bị nứt 3.2.1.2 Phương pháp kiểm tra hư hỏng
- Vết nứt: Kiểm tra bằng nhiều cách như dùng kinh nghiệm, dùng phương pháp hiện màu.
- Bị vênh: Kiểm tra bằng thước thẳng hay bàn máp, độ vênh không quá 0,1mm - Ổ đặt xupap: dùng kinh nghiệm, thử độ kín với xupap.
3.2.2 Xupap
3.2.2.1 Đặc điểm và nguyên nhân hư hỏng của xupap