Giáo trình Động cơ đốt trong F1: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Chương 4
HỆ THỐNG BÔI TRƠN
4.1. Nhiệm vụ của hệ thống bơi trơn
4.1.1. Vấn đề bơi trơn động cơ
Trong q trình động cơ làm việc, ở các bề mặt ma sát các chi tiết có sự
chuyển động tương đối nên sinh ra ma sát, gây cản trở sự chuyển động của chúng,
đồng thời tại các bề mặt làm việc đó nhiệt độ sẽ tăng lên, các chi tiết máy bị mài
mòn, có thể bị bó kẹt. Do đó, cơng suất và tuổi thọ của động cơ giảm. Vì những lí
do đó trên động cơ đốt trong phải có hệ thống bơi trơn (HTBT).
4.1.2. Công dụng của hệ thống bôi trơn
Hệ thống bơi trơn động cơ có nhiệm vụ đưa dầu bơi trơn đến các bề mặt ma
sát để giảm tổn thất công do ma sát đồng thời làm sạch bề mặt ma sát. Ngồi ra hệ
thống bơi trơn cịn có nhiệm vụ làm mát, bao kín và chống ơ xy hóa.
- Bôi trơn bề mặt ma sát làm giảm tổn thất ma sát: hệ thống bôi trơn đưa dầu
bôi trơn đến khoảng giữa các bề mặt ma sát có chuyển động tương đối với nhau.
Nhờ đó giảm được cơng ma sát và giảm mài mòn bề mặt làm việc của các chi tiết.
- Làm mát bề mặt làm việc của các chi tiết có chuyển động tương đối. Trong
q trình làm việc do tổn thất ma sát chuyển biến thành nhiệt năng làm nhiệt độ của
bề mặt chi tiết tăng cao. Nếu khơng có dầu bơi trơn thì các bề mặt ma sát sẽ q nóng
gây ra hỏng hóc. Vì vậy, trong trường hợp này dầu bơi trơn đóng vai trị là chất lỏng
làm mát bề mặt ma sát, tải nhiệt lượng do ma sát sinh ra ra khỏi bề mặt ma sát. Đảm
bảo nhiệt độ làm việc bình thường của bề mặt ma sát.
- Tẩy rửa bề mặt ma sát: Trong quá trình ma sát cọ sát vào nhau gây nên mài
mòn, mạt kim loại rơi ra bám trên bề mặt ma sát dầu nhờn chảy qua các bề mặt ma
sát sẽ cuốn theo các tạp chất. Đảm bảo các bề mặt ma sát luôn sạch, tránh được hiện
tượng mài mịn do tạp chất cơ học.
- Bao kín khe hở các bề mặt ma sát như giữa piston và xylanh giữa xéc măng
với piston. Làm cho khả năng lọt khí qua các khe hở này giảm đi.
- Chống ô xy hóa (kết gỉ): Khi các chi tiết có bề mặt để khơ sẽ dễ bị ơ xy hóa.
Vì vậy, nhờ những chất phụ gia trong dầu bôi trơn mà các bề mặt ma sát sẽ không bị

112


ơ xy hóa.
- Rút ngắn q trình chạy rà động cơ: Khi chạy rà động cơ phải dùng dầu bôi
trơn có độ nhớt nhỏ, ngồi ra dầu bơi trơn cịn được pha thêm một số chất phụ gia đặc
biệt làm mềm tổ chức phân tử ở bề mặt ma sát. Do đó, các chi tiết nhanh chóng rà khít
với nhau, rút ngắn thời gian và chi phí chạy rà động cơ.
4.1.3. Các dạng bơi trơn
Tùy theo tính chất bơi trơn cho các bề mặt ma sát mà ta có phương án bơi trơn
thích hợp. Thơng thường gồm ba dạng sau:
Bơi trơn ma sát ướt: Là dạng bôi trơn mà giữa hai bề mặt của cặp lắp ghép
luôn luôn được duy trì bằng một lớp dầu bơi trơn ngăn cách.
Bơi trơn ma sát nửa ướt: Là dạng bôi trơn mà giữa hai bề mặt của cặp lắp
ghép được duy trì bằng một lớp dầu bôi trơn ngăn cách không liên tục, mà chủ yếu
là nhờ độ nhớt của dầu để bôi trơn.
Bôi trơn ma sát khô: Bề mặt lắp ghép của hai chi tiết có chuyển động tương
đối với nhau mà khơng có chất bơi trơn. Ma sát khơ sinh ra nhiệt làm nóng các bề
mặt ma sát khiến chúng nhanh mịn hỏng, có thể gây ra mài mịn dính.

Hình 4-1. Các dạng bơi trơn

- Sự hình thành màng dầu bơi trơn trong quá trình làm việc của bạc và trục.
Dầu được bơm tới khoảng khe hở của trục và bạc với một áp suất nhất định. Khi

113


trục quay sẽ cuốn dầu bôi trơn theo tạo lên một cái nêm dầu giữa khe hở của trục và
bạc có xu hướng nâng trục lên. Tốc độ quay của trục càng cao, áp lực của nêm dầu

càng lớn thắng được trọng lượng của trục sẽ có xu hướng đẩy trục lên đồng tâm với
bạc. Nhờ vậy trục sẽ được quay trên đệm dầu và giảm được ma sát tối đa. Vùng làm
việc tối ưu khi trục quay tạo được nêm dầu nâng trục lên đồng tâm với bạc.

Hình 4-2. Sự hình thành màng dầu

1. Bạc, 2. Trục, 3. Tải trọng của trục 4,5. Vùng phân bố tải trọng,
6. Bề mặt ma sát, 7. Dầu bôi trơn
4.1.4. Dầu bôi trơn và tính chất của nó
Dầu bơi trơn là sản phẩm được chế biến từ dầu mỏ, có pha thêm các chất phụ
gia để nâng cao chất lượng dầu. Hầu hết các nhiệm vụ của hệ thống bôi trơn do dầu
bôi trơn đảm nhận. Sự làm việc tốt hay xấu của hệ thống bôi trơn quyết định phần
lớn là do chất lượng dầu bơi trơn.
4.1.4.1. Tính chất dầu bơi trơn
a. Độ nhớt
Là tính năng vật lí đặc trưng cho khả năng lưu động của dầu bơi trơn. Nhờ đặc
tính này màng dầu bơi trơn dính được trên bề mặt ma sát. Khi nhiệt độ tăng độ nhớt
sẽ giảm và ngược lại.
- Độ nhớt quy ước: Là tỷ số thời gian dầu nhớt chảy qua thiết bị đo so với của
cùng một thể tích nước cất ở 200C .
- Đơn vị đo độ nhớt là Engler (0E) hay xăng ti tốc (cst). Độ nhớt của nước cất
ở 200C là 1 xăng ti tốc.

114


b. Đặc tính chống các bon hóa
Nhiệt độ thành xylanh cao nên dầu bôi trơn dễ bị cháy thành các bon. Các bon
tích lũy sẽ làm xéc măng bị dính kết, vách xylanh bị trầy xước. Bụi than lẫn vào dầu
bơi trơn sẽ làm tắc mạch dầu. Do đó, dầu bơi trơn phải có khả năng chống các bon

hóa.
c. Độ ăn mòn
Đây là chỉ số đặc trưng cho khả năng ăn mịn các hợp kim màu của dầu
bơi trơn.
d. Chỉ số axit
Đây là chỉ số được tính bằng miligram, là lượng KOH cần thiết để trung hịa
lượng axit có trong 1 gam dầu bôi trơn .
e. Độ chứa cốc và độ mòn
Hai chỉ số này đặc trưng cho khả năng hình thành muội than và cặn (hay tro)
trong dầu bơi trơn. Sau một thời gian sử dụng trong dầu bôi trơn sạch lượng cốc và cặn
thường rất nhỏ. Theo hàm lượng của chúng trong dầu sạch có thể đánh giá chất lượng
lọc dầu.
Ngồi ra dầu động cơ cịn được đánh số theo nhiều chỉ số chất lượng khác như:
Độ kiềm, lượng tạp chất cơ học và nước, nhiệt độ bén lửa, nhiệt độ đọng, tính rửa.
4.1.4.2. Kí hiệu và sử dụng dầu bơi trơn động cơ
Thơng thường trên bao bì sản phẩm đều ghi rõ kí hiệu thể hiện các tính năng
và phạm vi sử dụng của từng loại dầu bôi trơn. Hiện nay, quy cách kỹ thuật chủ yếu
dựa trên các tiêu chuẩn của các tổ chức Hoa Kỳ. Khi sử dụng lên dựa vào hai chỉ số
quan trọng ghi trên bao bì là SAE và API.
a. Chỉ số SAE
Đây là chỉ số phân loại dầu theo độ nhớt ở 1000C và -180C của Hiệp hội kỹ sư
ô tô Hoa Kỳ ban hành tháng 6 -1989. Tại một nhiệt độ nhất định, ví dụ ở 1000C chỉ
số SAE lớn là độ nhớt của dầu cao và ngược lại. Chỉ số SAE cho biết cấp độ nhớt
(gồm hai loại).
+ Loại đơn cấp: Được chia thành dầu dùng trong mùa đông gồm SAE OW,
SAE 5W, SAE 10W, SAE 15W, SAE 20W và SAE 25W. Còn dầu sử dụng khác

115

với mùa đông gồm: SAE 20, SAE 30, SAE 40 và SAE 50. Chữ số càng cao dầu
càng đặc.

Hình 4-3. Ý nghĩa của kí hiệu trên các thùng dầu

+ Loại đa cấp: Là loại được pha thêm phụ gia để giữ cho độ nhớt ít thay đổi
theo nhiệt độ. Ví dụ SAE 5W - 30 tương đương với hai loại dầu đơn cấp SAE 5W
lúc lạnh và SAE 30 cho lúc nóng. Các xe đời mới hầu hết đều dùng dầu đa cấp,
(hình 4.3 giới thiệu các loại dầu phù hợp với nhiệt độ môi trường sử dụng động cơ).
Dầu thường dùng ở nước ta là loại SAE 20W – 40.
b. Chỉ số API

Hình 4-4. Độ nhớt dầu động cơ được chọn

116


API là chỉ số đánh giá chất lượng dầu bôi trơn của Viện hóa dầu Hoa Kỳ.
Chỉ số API cho biết cấp hạng chất lượng nhớt khác nhau theo chủng loại động
cơ. Tới nay, viện dầu mỏ Mỹ đã chia dầu bôi trơn dùng trên động cơ xăng
thành 8 loại và dùng trên động cơ Điezen thành 6 loại có phẩm chất sử dụng
khác nhau là:
- Dầu dùng trên động cơ xăng: SA, SB, SC, SD, SE, SF, SG và SH.
- Dầu dùng trên động cơ Điezen: CA, CB, CD, CE và CF. Nhiệt độ môi trường
hiện nay, dầu từ SA đến SF đã lỗi thời, ít dùng. Các xe đời mới đều dùng dầu SG đến
SH. Dầu SF được SAE giới thiệu năm 1980, nó rửa sạch cặn bẩn chống tạo gỉ, giảm
mài mịn chống tắc bình lọc tốt hơn các dầu trước đó. Nhưng sau khi xuất hiện SG thì
SF trở lên lỗi thời. Các động cơ xăng đời cũ có thể hoạt động an tồn nếu dùng dầu SG
hoặc SH.
Dầu dùng trên động cơ Điezen có phẩm chất CA, CB, CC đã lỗi thời, các dầu

CD, CE, CF chịu được tình trạng làm việc khốc liệt hơn.
Dầu bơi trơn cũng có loại dùng cho cả động cơ xăng và Điezen như SG/CE
hoặc SG/CF. Có nghĩa là dùng cho động cơ xăng với chất lượng G còn dùng cho
động cơ Điezen với chất lượng D. Chỉ số cho động cơ nào viết trước? (S hay C) có
nghĩa ưu tiên dùng cho động cơ đó.
Khi sử dụng dầu phải tuân thủ hướng dẫn của nhà chế tạo động cơ về chỉ số
SAE và API và thời gian thay dầu. Phải sử dụng dầu có đúng chỉ số SAE theo u
cầu, cịn chỉ số API càng cao có nghĩa chất lượng dầu càng tốt, thời gian thay dầu
càng lâu, số lần thay dầu ít hơn.
Sau một thời gian động cơ làm việc, dầu biến chất và mất dần đặc tính không
bảo đảm các công dụng thông thường lên phải thay kịp thời. Nếu chế độ làm việc
của động cơ khắc nghiệt hơn so với bình thường hoặc nếu động cơ cũ thì nên rút
ngắn chu kì thay dầu.
4.2. Các phương pháp bôi trơn.
4.2.1. Bôi trơn bằng phương pháp vung té dầu
Là phương án thường dùng trong các động cơ cỡ nhỏ công suất vài mã lực
hoặc động cơ một xylanh kiểu nằm ngang, tốc độ thấp. Dầu bôi trơn được chứa

117


trong các te nằm ngay dưới trục khủyu ở một khoảng cách thích hợp đủ để các thìa
múc dầu gắn trên đầu to thanh truyền có thể tới được. Khi động cơ làm việc các thìa
múc dầu lên và vung té. Lúc này trong hộp trục khuỷu sẽ hình thành một khơng
gian sương mù gồm các giọt dầu có kích thước lớn đến các hạt dầu lơ lửng với kích
thước rất nhỏ. Các giọt dầu và hạt dầu sẽ bám lại trên bề mặt các chi tiết trong hộp
trục khuỷu và bơi trơn chúng. Ví dụ như: Piston, xylanh, ổ trục
* Ưu, nhược điểm:
Phương án này không đảm bảo lượng dầu bôi trơn và làm mát đối với tất cả
các chi tiết trong động cơ đặc biệt là trong ổ trục khuỷu, ổ trục cam. Chất lượng dầu

bôi trơn cho các bề mặt ma sát kém do dầu không được lọc. Nhưng kết cấu đơn
giản. (Hiện nay, bôi trơn bằng phương pháp vung té thuần túy khơng cịn sử dụng).

Hình 4-5. Bôi trơn bằng phương pháp vung té dầu

1. Muôi vung dầu 2. Lỗ phun dầu lên vách xylanh.
4.2.2. Phương án bôi trơn cưỡng bức
Hầu hết các động cơ đốt trong ngày nay đều sử dụng phương pháp bôi trơn
cưỡng bức. Dầu bôi trơn trong hệ thống bôi trơn được bơm dầu đẩy đến các bề mặt
ma sát dưới một áp suất nhất định. Do đó, có thể đảm bảo được yêu cầu bôi trơn,
làm mát, tẩy rửa các bề mặt ma sát. Thơng thường tùy theo vị trí chứa dầu. Hệ
thống bôi trơn cưỡng bức chia ra làm hai loại là hệ thống bôi trơn các te ướt và hệ
thống bôi trơn các te khô.

118


a. Hệ thống bôi trơn trên động cơ 6 xylanh thẳng hàng

c)
b. HTBT trên động cơ 4 xylanh

c. HTBT trên động cơ V8.

Hình 4-6. Một số hệ thống bơi trơn thường gặp

1- Bơm dầu; 2- Trục cam; 3- Giàn đòn ghánh;
4 - Bầu lọc dầu; 5- Cổ chính; 6- Cổ biên.
4.2.2.1. Hệ thống bôi trơn các te ướt
a. Sơ đồ ngun lí

Thể hiện trên hình 4-6 và hình 4-7,
b. Ngun lí làm việc

119


Khi động cơ làm việc bơm dầu được dẫn động lúc này dầu trong các te 1 qua
phao lọc dầu 2 đi vào bơm. Sau khi qua bơm dầu có áp suất cao khoảng (26)
KG/cm2.được chia thành hai nhánh:
- Nhánh 1: Dầu bôi trơn đến két 12, tại đây dầu được làm mát rồi trở về các te
nếu nhiệt độ dầu cao quá quy định.
- Nhánh 2: Đi qua bầu lọc thơ 5 đến đường dầu chính 8. Từ đường dầu chính
dầu theo nhánh 9 đi bơi trơn ổ trục khuỷu sau đó lên bơi trơn đầu to thanh truyền qua
lỗ khoan chéo xuyên qua má khuỷu, (Khi lỗ đầu to thanh truyền trùng với lỗ khoan
trong cổ biên dầu sẽ được phun thành tia vào ống lót xylanh ).

Hình 4-7. Hệ thống bôi trơn các te ướt.
1- các te dầu; 2- phao lọc dầu; 3- bơm dầu; 4- van ổn áp; 5- bầu lọc thơ; 6- Van an
tồn; 7- đồng hồ báo áp suất; 8- đường dầu chính; 9- đường dầu đến ổ trục khuỷu;
10- đường dầu đến ổ trục cam; 11- bầu lọc tinh; 12- két làm mát dầu; 13-van nhiệt;
14- Đồng hồ báo mức dầu; 15- Miệng đổ dầu;16- que thăm dầu.
Dầu từ đầu to thanh truyền theo đường dọc thân thanh truyền lên bôi trơn chốt
piston. Cịn dầu ở mạch chính theo nhánh 10 đi bơi trơn trục cam… cũng từ đường
dầu chính một đường dầu khoảng 1520% lưu lượng của nhánh dầu chính dẫn đến
bầu lọc tinh 11. Tại đây những phần tử tạp chất rất nhỏ được giữ lại nên dầu được
lọc rất sạch. Sau khi ra khỏi bầu lọc tinh với áp suất còn lại rất nhỏ dầu trở về

120

các te1.
Van ổn áp 4 của bơm dầu có tác dụng giữ cho áp suất dầu ở đường ra khỏi
bơm khơng đổi trong phạm vi tốc độ vịng quay làm việc của động cơ. Khi bầu lọc
thô 5 bị tắc van an toàn 6 sẽ mở, phần lớn dầu sẽ khơng đi qua bầu lọc mà lên thẳng
đường dầu chính bằng đường dầu qua van để đi bôi trơn, tránh hiện tượng thiếu dầu
cung cấp đến các bề mặt ma sát cần bơi trơn.
Van nhiệt 13 chỉ hoạt động (Đóng) khi nhiệt độ dầu lên quá cao khoảng 800C.
Dầu sẽ qua két làm mát 12 trước khi về các te.
Ưu, nhược điểm :
Do tồn bộ dầu bơi trơn chứa trong các te nên các te phải sâu để có dung tích
lớn do đó làm tăng chiều cao động cơ. Ngồi ra dầu trong các te ln tiếp xúc với
khí cháy có nhiệt độ cao lọt từ buồng cháy xuống mang theo hơi nhiên liệu và hơi
axít sẽ làm giảm tuổi thọ của dầu. Không phù hợp cho các xe hoạt động ở vùng đồi
núi có độ dốc lớn dầu bơi trơn sẽ bị dồn lên bơm dầu không thể hút được dầu, gây
thiếu dầu .
4.2.2.2. Hệ thống bôi trơn các te khơ
a. Sơ đồ ngun lí
b. Ngun lí làm việc
Hệ thống bôi trơn các te khô khác cơ bản với hệ thống bơi trơn các te ướt ở
chỗ có thêm từ một đến hai bơm dầu số 2, làm nhiệm vụ chuyển dầu sau khi bôi
trơn rơi xuống các te. Từ các te dầu qua két làm mát 13 rồi về thùng chứa 3 bên
ngoài động cơ. Từ đây, dầu được bơm lấy đi bôi trơn giống như ở hệ thống bôi trơn
các te ướt.
Ưu, nhược điểm :
Do phần lớn lượng dầu được chứa trong thùng 3 ngoài các te của động cơ nên hệ
thống bôi trơn các te khô khắc phục được những nhược điểm của hệ thống bôi trơn
các te ướt. Cụ thể là động cơ thấp hơn, tuổi thọ dầu bôi trơn được kéo dài nên chu kì
thay dầu dài hơn. Ngồi ra, động cơ làm việc lâu dài ở địa hình dốc mà khơng sợ bị
thiếu dầu do phao không hút được dầu. Nhưng hệ thống bôi trơn này phức tạp hơn

121


vì có thêm bơm dầu và thường được sử dụng cho động cơ diesel lắp trên máy ủi, xe
tăng hoặc các xe qn sự khác.

Hình 4-8. Hệ thống bơi trơn các te khô.

1. Các te dầu 2,5. Bơm dầu 3. Thùng dầu 4. Phao hút dầu 6. Bầu lọc thô
7. Đồng hồ báo áp suất 8. Đường dầu chính 9. Đường dầu đến ổ trục khuỷu
10. Đường dầu đến ổ trục cam 11. Bầu lọc tinh 12. Đồng hồ báo nhiệt độ dầu
13. Két làm mát dầu
4.2.3. Phương pháp bôi trơn pha dầu nhờn trong nhiên liệu
Đây là phương án được sử dụng trong các động cơ xăng hai kì cỡ nhỏ sử dụng
dịng khí qt trong hộp trục khuỷu. Dầu được pha với xăng theo một tỉ lệ nhất định
1/20 đến 1/25. Trong q trình làm việc khí hỗn hợp có lẫn các hạt dầu rất nhỏ được
đưa vào trong hộp trục khuỷu sau đó mới theo lỗ quét vào trong các xylanh. Như
vậy các hạt dầu sẽ bám trên bề mặt và bôi trơn các chi tiết máy trong hộp trục
khuỷu như ổ trục, đầu to thanh truyền, chốt piston, piston, xylanh. Một phần dầu
không cháy hết trong xylanh sẽ chảy xuống góp phần bơi trơn trong mặt gương
xylanh, piston và xylanh.
* Các phương pháp pha dầu trong nhiên liệu
- Cách thứ nhất: Xăng và dầu được hòa trộn trước gọi là xăng pha dầu (thường
bán ở các trạm xăng dầu).

122


Hình 4-9. Bơi trơn trong động cơ hai kì
- Cách thứ hai: Dầu và xăng chứa ở hai thùng riêng rẽ trên động cơ. Trong

quá trình động cơ làm việc, dầu và xăng được hòa lẫn song song tức là dầu và xăng
được trộn theo định lượng khi ra khỏi thùng chứa.

123


- Cách thứ ba: Dùng bơm phun dầu trực tiếp vào trong họng khuếch tán hay
vị trí bướm ga. Nên định lượng dầu hịa trộn rất chính xác và có thể tối ưu hóa ở các
chế độ, tốc độ và tải trọng khác.
* Ưu, nhược điểm:
Phương án này tuy đơn giản nhưng khơng an tồn do khó đảm bảo đủ lượng
dầu bôi trơn cần thiết. Mặt khác, do dầu bôi trơn trong hỗn hợp bị đốt cháy cùng
nhiên liệu nên dễ tạo muội than bám nên đỉnh piston ngăn cản quá trình tản nhiệt
của piston.
Dầu pha với tỉ lệ càng lớn muội than hình thành càng nhiều dẫn đến piston bị
nóng q dễ xảy ra cháy sớm, kích nổ, bu zi bị đoản mạch. Động cơ khó khởi động
do dầu bị lắng xuống đáy buồng phao nhất là khi trời lạnh. Ngồi ra, khí thải do dầu
bị đốt cháy trong q trình cháy thải ra mơi trường gây ơ nhiễm. Ngược lại pha ít
dầu bơi trơn dễ làm cho piston bị bó kẹt trong xylanh.
4.2.4. Sơ đồ và ngun lí làm việc hệ thống bôi trơn phối hợp cưỡng bức
4.2.4.1. Sơ đồ cấu tạo, hình 4-10,
4.2.4.2. Ngun lí làm việc.
Trong hệ thống này toàn bộ lượng dầu của hệ thống bôi trơn được chứa trong
các te của động cơ. Khi động cơ làm việc bơm dầu 2 được dẫn động từ trục cam của
động cơ, dầu từ các te 1 được hút qua phao lọc dầu, phao này có lưới chắn để lọc sơ
bộ những tạp chất có kích thước lớn. Ngồi ra, phao có khớp tùy động nên ln
ln nổi trên mặt thoáng để hút được dầu kể cả khi động cơ bị nghiêng. Dầu qua
bơm và được đẩy ra có áp suất cao khoảng 46 KG/cm2 qua đường ống vào bầu
lọc dầu 6. Sau khi dầu được lọc sạch dầu được đưa vào két làm mát dầu 8 nếu nhiệt
độ dầu cao quá quy định. Sau khi được làm mát dầu được đưa thẳng vào mạch dầu

chính 13 bố trí dọc theo thân động cơ và từ đây dầu được dẫn qua các lỗ khoan đến
ổ trục khuỷu tương ứng. Từ các rãnh vòng trên hai nửa bạc, dầu đi vào cổ trục theo
lỗ khoan hướng kính. Sau đó sẽ sang lỗ khoan xuyên má khuỷu đến hốc lọc cổ biên
14, tại đây dầu tiếp tục lọc li tâm lần nữa và sau đó theo lỗ khoan hướng kính lên
bơi trơn các bề mặt làm việc của cổ biên, bạc đầu to thanh truyền.
Một phần dầu từ đường dầu chính 13 được đưa đến bơi trơn các ổ trục cam 10

124


tương ứng các lỗ khoan xuyên trong thân động cơ.
Để bơi trơn cơ cấu xu páp trên nắp xylanh thì trên ổ trục cam có khoan một lỗ
khoan xuyên hướng kính tương ứng với các lỗ của hai đường dầu 17 và đường dầu

a.

b.

c.

Hình 4-10. Sơ đồ hệ thống bơi trơn phối hợp cưỡng bức

1- Các te dầu; 2- Bơm dầu; 3- Van an toàn; 4- Que thăm dầu; 5- Bánh răng trung
gian; 6- Bình lọc li tâm; 7- Van nhiệt; 8- Két làm mát; 9- Van ổn áp; 10- Trục cam;
11- Đồng hồ đo áp suất dầu; 12- Trục giàn cần bẩy xupap; 13- Đường dầu chính;
14- Khoang chứa dầu trong chốt khuỷu ; 15- Trục khuỷu ; 16- Miệng phễu đổ dầu.
a. Đến trục đòn ghánh; b. Đến cần đẩy; c. Đến xylanh.

125

18 khi các cặp lỗ này trùng nhau, dầu sẽ được phun thành dòng vào lỗ khoan dọc
trục đòn gánh 12 bằng đường dầu 18. Theo các lỗ khoan hướng kính dầu từ trong
trục được đưa đến bơi trơn các ổ trục đòn gánh. Từ đây dòng dầu được chia thành
hai nhánh. Nhánh thứ nhất đi theo lỗ khoan trong tay địn ngắn đến đầu hình cầu
của đũa đẩy và nhánh thứ hai phun luôn xuống cùng xu páp qua lỗ khoan trong tay
địn dài ( hình a,b )
Dầu sau khi đã bôi trơn được xả trở về các te từ nắp xylanh. Đi theo các
khoang bố trí đũa đẩy (đồng thời bôi trơn đũa đẩy và con đội).
Van nhiệt 7 hoạt động trong trường hợp nhiệt độ dầu thấp, độ nhớt của dầu lớn
sẽ làm tăng sức cản lưu động của dầu qua két làm mát. Nếu sức cản này lớn hơn lực
lị xo của van thì van sẽ mở cho dầu đi tắt đến đường dầu chính và bỏ qua giai đoạn
làm mát.
Van an tồn 9 có nhiệm vụ xả bớt dầu trong mạch dầu chính 13 trở về các te
khi áp suất trong mạch dầu chính vượt quá giới hạn cho phép (34,5 KG/cm2).
Như vậy, trong hệ thống bơi trơn động cơ dịng dầu liên tục sẽ có nhiệm vụ bơi trơn
và làm mát các ổ khuỷu, ổ đầu to thanh truyền, các ổ trục cam.
Các chi tiết còn lại trong hộp trục khuỷu gồm piston, xylanh, xec măng, đầu
nhỏ thanh truyền, các ổ trục cam...
Cam phối khí bánh răng phân phối khí, được bơi trơn bằng dầu vung té hoặc
phun té.
4.3. Các bộ phận của hệ thống bôi trơn
Hệ thống bôi trơn thông dụng nhất hiện nay là hệ thống bôi trơn cưỡng bức
phối hợp. Kết cấu bao gồm rất nhiều bộ phận như: Bơm dầu, bầu lọc, két làm mát
dầu, các đồng hồ báo áp suất và nhiệt độ. Sau đây sẽ giới thiệu một số bộ phận chủ
yếu.
4.3.1. Bơm dầu
Bơm dầu có nhiệm vụ hút dầu từ thùng chứa qua phao lọc và đẩy qua các bầu
lọc với một áp suất nhất định để đi bôi trơn các chi tiết trong động cơ.
Trên ô tô hiện nay thường sử dụng các loại bơm dầu sau:

- Bơm bánh răng:

126


+ Bơm bánh răng ăn khớp ngoài.
+ Bơm bánh răng ăn khớp trong.
- Bơm kiểu piston.
- Bơm cánh gạt.
- Bơm rơto.
4.3.1.1. Bơm bánh răng ăn khớp ngồi
a. Sơ đồ cấu tạo
Cấu tạo gồm có: Thân bơm đúc bằng gang hoặc thép. Trong thân bơm có
khoang rỗng chứa hai bánh răng. Thơng với khoang này có đường dầu vào 6 và
đường dầu ra 5. Nối giữa hai đường là van ổn áp gồm có lị xo 10 và viên bi cầu 11.
Bánh răng chủ động 4 được lắp cố định với trục chủ động còn bánh răng bị động 2
lắp quay trơn trên trục.

a)

b)

Hình 4-11. Bơm dầu kiểu bánh răng ăn khớp ngoài.
1- Thân bơm ; 2- Bánh răng bị động ; 3- Rãnh giảm áp ; 4- Bánh răng chủ động ;5Đường dầu ra ; 6- Đường dầu vào ; 7- Đệm làm kín ; 8- Nắp điều chỉnh van ; 9Tấm đệm điều chỉnh ; 10- Lò xo ;11- Viên bi. A- Buồng đẩy. B- Buồng hút.
b. Nguyên lí làm việc
Khi động cơ làm việc thông qua trục cam bằng cặp bánh răng ăn khớp làm
cho bánh răng chủ động 4 quay, bánh răng bị động 2 sẽ quay theo chiều ngược lại.

127

Ở khoang A, khi các bánh răng ra khớp sẽ làm thể tích khoang A tăng lên áp suất sẽ
giảm, dầu được hút từ các te qua phao đi vào buồng hút. Dầu từ khoang A điền đầy
vào khoảng giữa hai răng rồi được guồng sang phía khoang B. Tại đây, do các bánh
răng vào khớp thể tích giảm, áp suất tăng dầu bị ép nên có một áp suất nhất định đi
theo đường dầu ra lên bầu lọc thơ.

Hình 4-12. Dẫn động bơm dầu

Khi áp suất ở phía buồng đẩy quá lớn, áp lực dầu thắng sức căng lò xo 10 mở
bi 11 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. Đối với loại bơm
này, lưu lượng và hiệu suất bơm phụ thuộc rất nhiều vào khe hở hướng kính giữa
đỉnh răng với thân bơm, khe hở hướng trục giữa mặt đầu bánh răng và nắp bơm.
Thông thường các khe hở này không vượt quá 0,1mm.
4.3.1.2. Bơm bánh răng ăn khớp trong.
a. Sơ đồ cấu tạo, hình 4-13
Bơm này thường được lắp trên đầu trục khuỷu vành ngoài của bơm lắp với ổ trục
vành trong lắp với trục khuỷu. Ưu điểm của loại này là kết cấu gọn nhẹ, lưu lượng bơm
lớn.
b. Nguyên lí làm việc
Khi động cơ làm việc, bánh răng trong được dẫn động và quay với tỉ số truyền
thích hợp. Do bánh răng trong ln ln ăn khớp với bánh răng ngồi lên làm bánh

128


răng ngoài quay theo cùng chiều. Dầu được hút ở nơi các bánh răng ra khớp (có thể

tích tăng áp suất giảm) và guồng sang phía các răng vào khớp. Tại đây dầu sẽ có
một áp suất cao nhất định được chuyển qua phía đường ra đi bơi trơn.

Hình 4-13. Bơm dầu kiểu bánh răng ăn khớp trong.

1- Khoang lưỡi liềm; 2- Buồng hút; 3- Van ổn áp; 4- Buồng đẩy
5- Bánh răng trong; 6- Bánh răng ngoài.
4.3.1.3. Bơm cánh gạt
a. Sơ đồ cấu tạo

Hình 4-14. Bơm dầu kiểu cánh gạt

1- Thân bơm 2- Đường dầu vào 3- Cánh gạt 4- Đường dầu ra
5- Rôto 6- Trục dẫn động 7- Lò xo.

129


b. Ngun lí làm việc
Rơto 5 nhận được truyền động từ trục cam hoặc bộ chia điện. Khi rôto quay
mang theo các phiến gạt 3 quay. Nhờ lực văng ly tâm và lị xo 7 phiến gạt 3 ln
ln tì sát bề mặt vỏ bơm 1 tạo thành các không gian kín. Và nhờ rơto và stato lắp
lệch tâm tạo ra buồng hút và buồng đẩy.
Ở buồng hút thể tích tăng, áp suất giảm dầu được hút từ thùng chứa và được
các phiến gạt, gạt sang phía buồng đẩy.
Loại bơm này có ưu điểm rất đơn giản, nhỏ gọn. Nhưng nhược điểm là mài
mòn bề mặt tiếp xúc giữa phiến gạt và thân bơm rất nhanh.
4.3.1.4. Bơm dầu kiểu rôto
a. Cấu tạo
Gồm có vỏ chứa hai rơto lồng vào nhau (rơto trong và rơto ngồi ). Rơto ngồi

kht lõm hình sao đỉnh trịn. Rơto trong dạng chữ thập đỉnh trịn và lắp lọt vào trong
rơto ngồi. Rơto trong gắn trên trục bơm và rơto ngồi lắp trong thân bơm. Trục dẫn
động bơm đặt lệch tâm trong thân bơm làm cho đỉnh răng của hai rơto ăn khớp về một
phía của thân bơm.
b. Ngun lí làm việc
Khi trục bơm quay thì rơto trong quay làm rơto ngồi quay qua một răng ăn
khớp. Các rôto quay tạo thành túi chứa dầu ở phía cửa vào của bơm và truyền tới
cửa ra đi cung cấp. Vì các đỉnh của hai rơto lắp khít lên khơng cho dầu đi ngược trở
lại đường dầu vào.

Hình 4-15. Bơm dầu kiểu rơto.

1- Rơto ngồi; 2- Rơto trong;3- Khoang dầu ra; 4-Túi chứa dầu;5- Khoang dầu vào.

130


4.3.2. Bầu lọc dầu
Bầu lọc dầu để lọc sạch các cặn bẩn và tạp chất có trong dầu bơi trơn vì trong
q trình sử dụng do sự bào mịn của chi tiết lên sinh ra mạt kim loại, muội dầu,
chất keo than và các tạp chất khác làm bẩn dầu. Do đó, dầu phải thường xun được
lọc sạch thì mới đảm bảo cho động cơ làm việc bình thường.
Các bầu lọc thường được phân loại theo hai đặc điểm sau:
*Theo phương pháp lọc chia ra:
- Bầu lọc thấm: Đây là bầu lọc sử dụng phần tử lọc cơ học như lưới lọc, tấm
cáp, băng lọc, sợi bông, giấy, dạ… Các bầu lọc này có kết cấu và ngun lí lọc gần
tương tự như các bầu lọc nhiên liệu.
- Bầu lọc li tâm: Đây là bầu lọc sử dụng lực li tâm để văng các cặn bẩn ra khỏi
dầu.
- Ngoài ra cịn có phương pháp lọc từ tính.

* Theo mức độ lọc tạp chất cơ học:
- Lọc sơ bộ.
- Lọc thô.
- Lọc tinh.
4.3.2.1. Lưới lọc dầu sơ bộ
Để ngăn các tạp chất bên ngoài lẫn trong dầu đi vào các chi tiết động cơ. Một
bộ lưới mỏng đặt trong đáy dầu chỉ để cho dầu lọt qua và ngăn lại các cặn bẩn. Bộ
lưới lọc này gắn trực tiếp với bơm dầu hoặc nối với bơm bằng đường ống. Bộ lọc có
thể đặt tĩnh tại hoặc đặt trên ngõng trục. Bộ lọc này ln nổi phía trên mặt dầu và có
chốt để giới hạn mức nổi của phao. Các cặn dầu và tạp chất bị ngăn lại dưới đáy
dầu, dầu sạch đi qua phao tới bơm. Nếu mức dầu thay đổi phao nổi theo và ln ở
phía trên mặt dầu giữ mức cung cấp dầu sạch thường xuyên cho bơm.
4.3.2.2. Bầu lọc thô
Thường lắp trực tiếp trên đường dầu đi bôi trơn lên lưu lượng dầu phải đi qua
bầu lọc là rất lớn. Vì vậy, tổn thất áp suất dầu khi qua bầu lọc thô không được quá
lớn chỉ khoảng 0,1MN/m2. Lọc thơ chỉ lọc được các cặn bẩn có kích thước lớn hơn

131


0,03 mm và tùy thuộc vào phần tử lọc sử dụng. Các phần tử lọc thô thường gặp
trong động cơ hiện đại có các loại sau: Loại tấm, loại dải, loại lưới…
a. Bầu lọc thơ dùng tấm kim loại

Hình 4-16. Bầu lọc thô dùng tấm kim loại.

1- Nút lỗ xả; 2- Vỏ bầu lọc; 3- Trục tấm quét; 4- Thân bầu lọc; 5- Van thơng; 6Lị xo; 7- Vỏ giữ lò xo; 8- Đai ốc; 9- Trục giữa; 10- Ốc chắn; 11,16 - Đệm; 12Tay gạt; 13- Lá lọc; 14- Lá trung gian hình sao; 15- Tấm qt; 17- Bulơng bắt
tấm lọc.
Ngun lí làm việc: Dầu bơi trơn có áp suất cao chui qua các khe hở nhỏ của phần
tử lọc và để lại các cặn bẩn có kích thước lớn hơn khe hở rồi theo đường dầu ra đi bôi

trơn.
Nếu lõi lọc dầu bị tắc dầu bôi trơn sẽ không chui qua lõi lọc được, dưới tác
dụng của áp suất dầu thắng được sức căng lò xo 6 và mở bi 5 ra để dầu đi thẳng vào
đường dầu chính. Để gạt cặn bẩn bám trên phần tử lọc ta xoay gạt 12, lõi lọc quay
theo các tấm gạt 15 sẽ gạt sạch các tạp chất bám phía ngồi lõi lọc.
b. Bầu lọc thô dùng dải lọc kim loại
Bao gồm các dải băng định hình bằng kim loại số 3 cuốn xung quanh khung 4

132


trên bề mặt của dải có các gờ lồi 2 và khi cuốn chồng lên nhau sẽ hình thành khe hở
1, chiều cao của khe hở khoảng 0,04 0,09mm.

Hình 4-17. Kết cấu dải lọc kim loại.

1- Khe lọc 2- Gờ 3- Dải 4- Khung.
c. Bầu lọc thô dùng lưới lọc bằng đồng
Thường dùng trên động cơ tàu thủy hoặc động cơ tĩnh tại. Kết cấu lưới lọc gồm
các khung lọc 5 bọc bằng lưới đồng ép sát trên trục của bầu lọc. Lưới đồng dệt rất
dày có thể lọc sạch các tạp chất có kích thước 0,10,2mm.

Hình 4-18. Bầu lọc thơ có lưới lọc bằng đồng.

1-Thân bầu lọc 2- Đường dầu vào 3- Nắp bầu lọc 4- Đường dầu ra
5- Phần tử lọc 6- Lưới của phần tử lọc
4.3.2.3. Bầu lọc tinh
Dùng để lọc sạch dầu làm cho dầu trở lên tinh khiết trước khi trở về thùng
chứa. Thường được lắp trên đường dầu phụ.
Nếu xét về góc độ sử dụng phương pháp lọc, bầu lọc tinh gồm hai nhóm

chính:

133


- Bầu lọc tinh li tâm.
- Bầu lọc tinh cơ học.
a. Bầu lọc tinh cơ học loại thấm
* Cấu tạo: Phần tử lọc làm bằng giấy xếp thay thế được bao gồm một hộp
trụ có đục lỗ bên ngồi. Hai tấm kim loại trịn có lỗ ở giữa đậy hai đầu lõi lọc. Khi
lắp phần tử lọc vào trụ 2, nó bị ép sát vào nắp, dưới tác dụng của lị xo và được bao
kín hai đầu bằng đệm 6. Van thốt tải 5 gồm một lá van hình cốc làm bằng nhựa. Ở
trạng thái đóng lị xo sẽ đẩy van lên trên cùng và ngăn không cho dầu chưa lọc đi
vào khoang trong của phần tử lọc. Còn lắp 8 sẽ đậy kín phần trên của thân bơm nhờ
ống trụ 2 và đai ốc 7.

Hình 4-19. Bầu lọc tinh cơ học loại thấm

1- Nút lỗ xả 2- Thanh giữa 3- Thân bầu lọc 4, 10- Cảm biến chỉ áp suất
dầu bơi trơn 5- Van chuyển 6- Đệm khít 7- Đai ốc lắp 8- Nắp 9- Lõi lọc
Nguyên lí làm việc: Khi dầu được bơm đầy vào thân bầu lọc (khoảng 15
20% lưu lượng đường dầu chính), một phần các tạp chất cơ học và nước sẽ lắng
xuống đáy bầu lọc. Sau khi đi qua lớp các tông xốp phần tạp chất còn lại cũng được
lọc sạch. Dầu sạch sẽ chảy dọc trong ống trụ 2 xuống dưới và rơi trở về các te.

134


Trong trường hợp độ chênh lệch áp suất dầu phía trong và phía ngồi phần tử
lọc vượt q 0,7 0,9 KG/cm2, lá van bị đẩy xuống mở cho dầu vào trực tiếp trong

ống trụ 2, sau đó đi thẳng về các te. Thông thường khi phần tử lọc chưa bị bẩn, độ
chênh lệch áp suất này chỉ vào khoảng 0,1 0,2 KG/cm2.
b. Bầu lọc tinh cơ học loại tấm kim loại.
Cấu tạo: Lõi lọc gồm các phiến kim loại dập 8 và tấm lọc 7 bằng giấy xếp xen
kẽ. Trong lõi lọc có lắp ống trung tâm. Thân ống có lỗ nhỏ. Miệng dưới của ống bắt
với lỗ dầu ra và lỗ dầu vào, vỏ bầu lọc lắp với ống đưa dầu vào. Nắp bầu lọc lắp
chặt với đầu trên ống trung tâm bằng đai ốc, lõi lọc lồng vào ống trung tâm trên và
dưới có tấm chắn. Phía trên cùng có lị xo ép chặt.

Hình 4-20. Bầu lọc tinh cơ học loại tấm kim loại.

1- Nắp bầu lọc; 2- Lõi lọc; 3- Vỏ; 4- Nút cửa xả; 5- Mũ ốc giữ đầu ra
6- Cửa dầu vào; 7- Tấm lọc; 8- Đệm; 9- Cung hở.
Ngun lí làm việc: Dầu bơi trơn từ mạch dầu chính theo đường ống đi vào
thân bầu lọc qua lỗ 6 trên vỏ. Lọt qua khe hở giữa lỗ khoét rỗng và chỗ khuyết. Tạp
chất sẽ bị gạt lại ngoài lõi lọc và dầu sạch chảy vào lỗ khoét dầu và rãnh dầu. Dầu

135


đi qua lỗ nhỏ ở ống trung tâm vào trong trung tâm rồi qua lỗ dầu ra theo đường trở
về các te.
c. Bầu lọc tinh kiểu li tâm
Bầu lọc tinh là bầu lọc sử dụng phương pháp tách và giữ lại các tạp chất cơ
học có trong dầu bằng lực li tâm.

Hình 4-21. Bầu lọc dầu li tâm của động cơ ZMZ-53.

1- Trục rôto; 2- Ziclơ; 3- Máng dầu; 4- Rôto; 5- Nắp rôto; 6- Vỏ bầu lọc;
7- Lưới lọc; 8- Đai ốc bắt chặt nắp rôto; 9- Đai ốc bắt chặt rôto;

10- Đai ốc tai hồng bắt chặt vỏ bầu lọc
Ưu điểm:
+ Khả năng lọc tốt hơn nhiều bầu lọc tinh khác. Khi vịng quay của rơto đạt
giá trị định mức bầu lọc có thể giữ lại các tạp chất cơ học có kích thước lớn hơn

136