Căn cứ phân tích ưu nhược điểm hệ thống bơi trơn cũ cũng như hệ thống bôi trơn được cải tiến trong một số đề tài cũ đãcải tiến. Qua thực tiễn và trong quá trình khai thác sử dụng nhận thấy hệ thống bôi trơn động cơ IAMZ 238 có những ưu điểm nhất định, song cũng cịn có những nhược điểm cơ bản cần được khắc phục, đó là chất lượng bơi trơn, nhiệt độ dầu và áp suất dầu đi bôi trơn, lưu lượng dầu đi
37
bôi trơn không đảm bảo. Việc cải tiến hệ thống bôi trơn mà cụ thể là cải tiến nhiệt độ, áp suất và lưu lượng dầu bơi trơn, nhằm đảm bảo an tồn cho động cơ, giảm chi phí chăm sóc bảo dưỡng, tăng hiệu quả sử dụng,nâng cao tuổi thọ của động cơ.
2.5.2. Hướng cải tiến lý thuyết bôi trơn
Giải quyết giảm nhiệt độ dầu bôi trơn dầu vào động cơ, đảm bảo đủ lưu lượng dầu đi bôi trơn, giảm tối đa lượng dầu bị tổn thất trong q trình đi bơi trơn, đảm bảo dầu bôi trơn dễ dàng đến được các vị trí bơi trơn khó khăn như các ổ trục cuối của động cơ. Đảm bảo cho động cơ hoạt động tốt mọi chế độ và kéo dài tuổi thọ phù hợp với điều kiện làm việc ở Việt Nam như đã phân tích ở trện.
Do vậy ta lựa chọn các phương án cải tiến sau:
- Phương án 1:
Giữ ngun két làm mát bằng khơng khí như nguyên bản của động cơ
Chia đường dầu thành hai nhánh riêng biệt. Một đường dầu sẽ được bơm dầu hút từ các te qua bầu lọc tinh dầu lên két làm mát và quay trở về các te của động cơ.
Một đường dầu được bơm hút từ các te qua bầu lọc thơ lên đường dầu chính đi bơi trơn như vậy lượng dầu trực tiếp đi bôi trơn cho động cơ nên không bị tổn thất một lượng dầu khoảng 10 -15% bị giữ lại ở bầu lọc tinh, do vậy lưu lượng dầu đi bôi trơn cho động cơ rất đảm bảo.Ngồi ra cịn ngăn ngừa khả năng thiếu đầu do rị rỉ qua bầu lọc tinh.
Hệ thống bơi trơn động cơ thuộc loại bơi trơn tuần hồn có áp suất và một phần vung té dầu.
Hệ thống bôi trơn bao gồm: Bơm dầu bánh răng, bầu lọc thô, bầu lọc tinh, két làm mát và các đường dẫn dầu, các dụngcụ đo kiểm áp suất.
Bơm dầu kiểu bánh răng bao gồm có hai cặp bánh răng, một cặp bánh răng đi bôi trơn và một cặp bánh răng bơm dầu lên két làm mát.
Ở cả hai cặp bánh răng đều có lắp các van an tồn để ngừa hiện tượng áp dầu tăng quá mức trong đường dầu chính.
38
* Sơ đồ hệ thống bơi trơn động cơ cải tiến mới theo phương án 1
* Nguyên lý làm việc
Khi động cơ làm việc dầu được hút qua phao hút 1 do cấu tạo của bơm được chia làm hai ngăn riêng biệt, một bơm dầu chính được đi bơi trơn động cơ, một bơm dầu làm mát rồi trở về các te.
Bơm dầu 4 hút dầu từ các te 2 qua phao hút 1 lên bầu lọc tinh dầu được lọc sạch ở đó theo đường ống dẫn đi lên két làm mát, dầu được làm mát và lọc sạch trở về các te của động cơ.
Ngăn thứ hai bơn dầu 3 hút dầu qua phao 1 qua bầulọc thô, tại đây các mạt kim loại cặn bẩn lẫn trong dầu bị giữ lại, dầu sạch lên đường dầu chính. Lượng dầu từ đường dầu chính theo rãnh và các vách ngăn của khối động cơ đi vào bơi trơn các
39
gối đỡ chính trục khuỷu theo các lỗ khoan của trục khuỷu, dầu đựợc đẩy vào các hốc cổ biên, đi bôi trơn cho các gối đỡ biên và theo các rãnh khoan trong cổ biên và tay biên lên bôi trơn các chốt piston.
Dầu từ đường dầu chính đến bơi trơn trục phân phối và phân nhánh vào trục cam, trục dàn cò ra cò mổ và rơi về cácte 2
Ngồi ra trên đường dầu chính cịn có các rãnh khoan lấy ra bôi trơn các cặp bánh răng dẫn động trục cam, bánh răng lai bơm dầu và máy nén khí bơm cao áp, trên đường dầu chính cịn lắp đồng hồ đo áp suất chính.
Vì đường dầu đi bơi trơn khơng đi qua bầu lọc tinh tránh được tổn thất khoảng 10 ÷ 15% nên tận dụng được tồn bộ lượng dầu đi bôi trơn cho động cơ đảm bảo bôi trơn tốt hơn .
Trên bầu lọc thơ cũng bố trí một van an tồn trong trường hợp bầu lọc bị tắc van sẽ mở để dầu trở về các te để bảo vệ bơm và đảmbảo lượng dầu ở các te.
Áp suất dầu của hệ thống được điều chỉnh nhờ van một chiều lắp tại bơm dầu.
Phương án này có nhiều ưu điểm khả thi.
* Phương án 2:
Đối với phương án hai giữ nguyên phương án một thêm vào đó ta thiết kế thêm một nhánh dầu từ đường dầu chính đi bơi trơn trực tiếp cho cổ trục khủy cuối cùng, vì trên thực tế sử dụng thì các ổ trục ở cuối thường bị nóng khơng đảm bảo bơi trơn.
Dầu bơi trơn ở những vị trí này thường khơng đảm bảo lưu lượng cũng như áp suất cần thiết.Đây là vị trí bơi trơn rất khó khăn và chế độ làm việc nặng nhọc nên cần một lượng dầu nhất định đảm bảo áp suất và lưu lượng kịp thời đến bôi trơn giúp
40
* Sơ đồ hình vẽ phương án cải tiến 2:
Hình 2.7. Sơ đồ bơi trơn động cơ IAMZ 238 cải tiến mới theo phương án 2
* Nguyên lý làm việc.
Khi động cơ làm việc dầu được hút qua phao hút 1 do cấu tạo của bơm được chia làm hai ngăn riêng biệt, một bơm dầu chính được đi bơi trơn động cơ, một bơm dầu làm mát rồi trở về các te.
Bơm dầu 4 hút dầu từ các te 2 qua phao hút 1 lên bầu lọc tinh dầu được lọc sạch ở đó theo đường ống dẫn đi lên két làm mát, dầu được làm mát và lọc sạch trở về các te của động cơ.
41
Ngăn thứ hai bơn dầu 3 hút dầu qua phao 1 qua bầu lọc thô, tại đây các mạt kim loại cặn bẩn lẫn trong dầu bị giữ lại, dầu sạch lên đường dầu chính.Lượng dầu từ đường dầu chính theo rãnh và các vách ngăn của khối động cơ đi vào bôi trơn các gối đỡ chính trục khuỷu theo các lỗ khoan của trục khuỷu, dầu đựợc đẩy vào các hốc cổ biên, đi bôi trơn cho các gối đỡ biên và theo các rãnh khoan trong cổ biên và tay biên lên bôi trơn các chốt piston, một nhánh dầu từ đường dầu chính đi trực tiếp bơi trơn cho cổ trục khuỷu cuối cùng theo theo phương án cảitiến đảm bảo bơi trơn tốt nhất.
Dầu từ đường dầu chính đến bơi trơn trục phân phối và phân nhánh vào trục cam, trục dàn cò ra cò mổ và rơi về cácte 2
Ngồi ra trên đường dầu chính cịn có các rãnh khoan lấy ra bôi trơn các cặp bánh răng dẫn động trục cam, bánh răng lại bơm dầu và máy nén khí bơm cao áp, trên đường dầu chính cịn lắp đồng hồ đo áp suất chính.
Vì lượngdầu đi bơi trơn không đi qua bầu tinh tránh được tổn thất khoảng 10 ÷ 15% nên tận dụng được tồn bộ lượng dầu đi bôi trơn cho động cơ đảm bảo bôi trơn tốt hơn .
Trên bầu lọc thơ cũng bố trí một van an tồn trong trường hợp bầu lọc bị tắc van sẽ mở để dầu trở về các te để bảo vệ bơm và đảm bảo lượng dầu ở các te.
Áp suất dầu của hệ thống được điều chỉnh nhờ van một chiều lắp tại bơm dầu.
* Qua hai phương án trên thì trong q trình cải tiến tơi lựa chọn chọn phương
42
2.6. Các bộ phận chính trong hệ thống bơi trơn2.6.1. Bơm dầu nhờn 2.6.1. Bơm dầu nhờn
1. Đường dầu vào 3. Rãnh giảm áp
4. Đường dầu ra A. Khoang hút
2,5. Bánh răng bơm dầu B. Khoang đẩy
Hình 2.8. Bánh răng bơm dầu
A B
43
a. Đặc điểm cấu tạo.
Bơm dầu nhờn của xe IAMZ 238 đã cải tiến theo phương án 2 là một bơm bánh răng ăn khớp ngồi gồm cặp bánh răng của bơm có chiều rộng vành răng là 52mm
Một bánh răng của bơm dầu bôi trơn được lắp cố định với trục chủ động gọi là bánh răng chủ động, bánh răng bị động còn lại lắp quay trên trục, trục của bơm dầu được lắp với vỏ bằng bạc. Đặc biệt bạc và trục của bơm được bôi trơn bằng dầu nhờ một đường dầu nhỏ trích từ rãnh giảm áp tới bạc.
Trục chủ động của bơm lắp với bánh răng dẫn động theo kiểu lắp trung gian và
có cavét.
Bơm dầu bơi trơn có lắp một van ổn áp, nó được lắp tại đường dầu ra của bơm nối trực tiếp với đường dầu chính khơng thơng qua đường dầu tới bạc.
Trong trường hợp nhiệt độ dầu cịn thấp, nhiệt độ mơi trường thấp, két bị tắc… Áp suất dầu qua két tăng (>2kg/cm2) thì van này mở cho dầu trở lại cacte. Trong trường hợp áp suất dầu tăng làm vỡ ống của két mát dầu. Rãnh giảm áp có tác dụng làm giảm áp suất tác dụng vàomặt răng tại cửa xả của bơm.
b. Nguyên lý làm việc
Khi động cơ làm việc thông qua trục khuỷu bơm được dẫn động, bánh răng chủ động 2 quay, bánh răng bị động 5 sẽ quay theo chiều ngược lại, ở khoang A, khi các bánh răng ra ăn khớp sẽ làm thể tích khoang A tăng lên, áp suất dầu sẽ giảm. Dầu được hút từ cácte qua phao đi vào buồng hút. Dầu từ khoang A điền đầy vào khoảng giữa hai bánh răng rồi được guồng sang phía khoang B. Tại đây do các bánh răng vào ăn khớp nên thể tích khoang B giảm và áp suất đầu tăng lên và dầu được đẩy ra lên bầu lọc thơ.
Khi áp suất ở phía buồng đẩy q lớn, áp lực dầu thắng sức căng của lò xo mở bi để tạo ra một dòng dầu chảy ngược về đường dầu vào, áp suất dầu sẽ giảm đi van bi đóng lại ngăn khơng cho dầu từ buồng đẩy về đến buồng hút.
Rãnh giảm áp 3 có tác dụng tránh hiện tượng chèn dầu giữa các răng khi vào khớp, nhờ vậy giảm được ứng suất và sức mỏi của bánh răng.
44
2.6.2. Bầu lọc thô
a. Đặc điểm cấu tạo.
Lõi lọc có chiều cao h=192mm Đường kính lọc = 104mm
Lõi lọc có cốt bằng thép và được lọc bằng lưới thép lõi lọc được định vị với trục 10 nhờ 2 lắp cốt lò so 9 luôn đẩy lõi lọc đi xuống để định vị với nhau.
Trục 10 được cấu tạo từ trục rỗng có lỗ, thơng sang phí trong của lõi. Nó đóng vai trị đường ra của lọc thô.
1. Đế dưới bầu lọc 9. Lò xo
2. Đệm 10. Trục
3. Vỏ bầu lọc 11. Đệm
4. Lõi lọc ngoài 12. Đai ốc hãm 5. Cốt thép ngoài 13. Đệm 6. Lõi lọc trong 14. Bulông 7. Cốt thép trong 15. Lò xo 8. Vòng đệm chỉ 16. bạc trượt
45
Lọc thơ có bố trí van an tồn lị so van an toàn 15,16. Van mở khi bầu lọc tắc do dầu q bẩn khi đó dầu khơng đi qua lọc mà đi thẳng vào đường dầu chính. Lị so van an tồn điều chỉnh với áp suất 0,8÷1,2 kg/cm2.
b. Nguyên lý làm việc
Dầu nhờn có áp suất cao thấm qua các khe hở nhỏ của lõi lọc 4 và 6 các phần tử được lọc sạch ở đó do các tạp chất có đường kính hạt lớn hơn kích thước khe hở lọc đều bị hạt giữ lai khơng đi qua phần tử lọc, vì vậy dầu nhờn được lọc sạch và lên đường dầu chính đi bơi trơn. Bầu lọc thấm thơ chỉ có thể lọc được các hạt tạp chất cơ học có kích thước lớn hơn 0,08 ÷0,1 mm.
2.6.3. Bầu lọc tinh
a. Sơ đồcấu tạo
1. Đế dưới bầu lọc 8. Bạc chặn 2. Đệm làm kín 9. Đệm gập
3. Vòng chặn 10. Trục bầu lọc 4. Ống dầu 11. Đai ốc giữ vỏ 5. Nắp trên 12. Vòng đệm gập
6. Vỏ rô to 13. Đai ốc giữ thân rô to 7. Moay ơ 14. Lỗ phun
46
b. Đặc điểm cấu tạo
Bộ phận chính của bầu lọc là vỏ roto 6 và may ơ 7 được lắp lỏng trên trục 9. Trên đế roto có 2 vịi phun 14 có tiết diện lỗ phun là ɸ=1,25mm.Chiều cao của roto
h= 110mm. Roto 6 quay quanh trục 9 nhờ vịng chặn 3 và bạc 8, vịng đệm làm kín
12 giúp làm kín dầu giữ vỏ và roto, đệm làm kín 2 giúp làm kín dầu giữ chụp lọc và thân lọc.
c. Nguyên lý làm việc
Dầu nhờn có áp suất caođi vào bầu lọc theo khoang rỗng trục bầu lọc( theo các hướng mũi tên trong hình vẽ vào đẩy roto rồi theo hai ống dẫn 4 phun ra vòi phun 14 ra khỏi roto). Dưới tác dụng của phản lực khi có tia phun roto 6 quay với tốc độ rất cao thường đạt tới 5000÷6000 vịng/phút. Khối dầu bên trong roto quay theo. Dưới tác dụng của lực li tâm các hạt cặn bẩn bị văng ra phía vỏ roto.
Do khối dầu ở gần sát trục roto được lọc sạch dầu sạch theo ống dẫn 4 đi qua các lỗ phun rồi chảy về cacte động cơ.
Các tạp chất trong khối dầu do tác dụng của trọng lực ly tâm sẽ tích tụ bám trên vỏ đế roto theo hình parabol.
Lọc ly tâm động cơ được lắp trên đường dầu chính nhưng do cấu tạo của lọc
tinh chỉ có 10 ÷ 15% lượng dầu qua lọc và trở về cacte.
2.6.4. Két làm mát dầu nhờn
Như chúng ta đã biết trong quá trình làm việc của động cơ, nhiệt độ của dầu nhờn tăng lên khơng ngừng đó là do các nguyên nhân sau:
- Dầu nhờn phải làm mát ổ trục, tải lượng nhiệt sinh ra trong quá trình ma sát của ổ trục ra ngoài.
- Dầu nhờn tiếp xúc với các chi tiết máy có nhiệt độ cao, nhất là trong loại hệ thống bôi trơn phun dầu để làm mát đỉnh piston.
Để đảm bảo nhiệt độ của dầu làm việc ổn định, giữ cho độ nhớt của dầu không đổi đảm bảo khả năng bôi trơn người ta dùng két làm mát dầu nhờn để làm mát dầu nhờn. Thơng thường có thể làm mát theo hai cách: Dùng nước làm mát hoặc dùng
47
khơng khí để làm mát đối với động cơ IAMZ 238 dùng khơng khí để làm mát. Nhiệt lượng làm mát sẽ truyền cho môi chất làm mát theo nguyên lý trao đổi nhiệt.
a. Két làm mát dầu bằng khơng khí
Gồm một két có hai hàng ống 18x2 ống tản nhiệt dẹt bằng đồng bố trí so le chiều dài két là 750mm cả hai nắp bên có 230 lá tản nhiệt bằng đồng chiều cao là
185mm, chiều rộng là 50mm, chiều rộng mỗi ống là 18mm, chiều cao là 2,5mm.
Đề phòng phá vỡ ống tản nhiệt khi nhiệt độ của dầu nhỏ do động cơ cịn nguội hay nhiệt độ mơi trường xung quanh quá thấp tại đường vào két, người ta có lắp van an tồn. Lị xo của van điều chỉnh áp suất từ 1,5 ÷2 kg/cm2 khi áp suất lớn hơn áp suất van thi van sẽ mở ra không để dầu qua két làm mát và dầu sẽ chảy từ bơm về cacte. Khi dầu bị đốt nóng đến nhiệt độ nào đó sức cản của két hạ xuống, van sẽ đóng lại cho dầu đi qua két làm mát.
+. Nguyên lý làm việc.
Dầu từ bơm dầu theo đường dầu tới két làm mát qua ống tản nhiệt, dầu có nhiệt độ cao sẽ truyền nhiệt qua ống tản nhiệt, ống tản nhiệt lại truyền nhiệt cho cánh tản nhiệt, do tính chất của vật liệu làm ống tản nhiệt và cánh tản nhiệt là đồng nên có khả năng dẫn nhiệt khá nhanh. Nên khi nhận được nhiệt từ dầu bơi trơn nó nhanh
chóng truyền cho mơi trường thơng qua lưu lượng gió đi qua két làm mát dầu, nhờ