Nghiên cứu và khảo sát hệ thống bôi trơn trên động cơ IFA-W50

Trần Công Duy ĐHCN Hà Nội
Lớp Ôtô 4-k3
Chương I
MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ.
Động cơ đốt trong ngày nay đang phát triển rất mạnh, giữ vai trò quan
trọng trong nhiều ngành kinh tế quốc dân như nông nghiệp, giao thông vận tải
đường bộ, đường sắt, đường biển, đường không cũng như trong nhiều ngành công
nghiệp khác.
Sản lượng động cơ đốt trong ngày nay trên thế giới ngày càng tăng cao.
Tuy nhiên, con đường phát triển đi lên của ngành động cơ đốt trong nói chung
và ngành công nghiệp ôtô nói riêng của các nước rất khác nhau. Tùy thuộc chủ
yếu vào năng lực của ngành cơ khí và mức độ công nghiệp hoá của từng nước.
Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, người ta chia ra trong động cơ đốt trong
cũng như trong ôtô ra nhiều hệ thống như hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn,
hệ thống làm mát...Trong đó, mỗi hệ thống đều có tầm quan trọng nhất định. Hệ
thống bôi trơn là một trong những hệ thống chính của động cơ.
Việc khảo sát một hệ thống bất kỳ trong động cơ sẽ giúp cho sinh viên
củng cố lại những kiến thức đã học và biết đi sâu tìm hiểu những hệ thống khác.
Do vậy, đề tài khảo sát hệ thống bôi trơn trên động cơ ô tô là một trong những
đề tài đã nói trên.
1.2. MỤC ĐÍCH-YÊU CẦU.
Trong quá trình học tập chuyên ngành về công nghệ ô tô tại trường đại
học công nghiệp Hà Nội, đồ án chuyên ngành I với đề tài nghiên cứu, khảo sát
mà cụ thể là khảo sát một hệ thống bất kỳ trên ô tô 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 nói riêng và các hệ thống trên ô tô
nói chung.
Ngoài ra, việc khảo sát này còn giúp cho sinh viên có thêm kinh nghiệm,
biết hướng nghiên cứu để đi sâu tìm hiểu một hệ thống bất kỳ.
Do đó, nghiên cứu khảo sát hệ thống bôi trơn là một đề tài như vậy.

Chương II
TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
2.1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG BÔI TRƠN.
2.1.1. Công dụng:
- Đưa dầu bôi trơn liên tục và tản nhiệt cho các bề mặt ma sát để giảm mài mòn,
tăng tuổi thọ của chi tiết và giảm tổn thất công suất động cơ.
- Rửa sạch bề mặt ma sát của các chi tiết khỏi mạt kim loại bong tách trong quá
trình hoạt động của động cơ. Đưa các mạt này về các-te sau đó được các phần tử
lọc giữ lại, tránh cào xước bề mặt chi tiết.
- Bao kín khe hở giữa các chi tiết hoặc cụm chi tiết chính xác ví dụ giữa piston
và xi lanh công tác…bảo vệ chi tiết khỏi oxi hóa (kết gỉ) bề mặt.
- Làm mát động cơ, tạo điều kiện thuận lợi cho việc khởi động động cơ lạnh.
2.1.2. Yêu cầu:
- Đưa dầu tới các bề mặt ma sát để bôi trơn liên tục.
- Lọc sạch tạp chất lẫn trong dầu và tẩy rửa các bề mặt ma sát.
- Làm mát các bề mặt ma sát và làm mát dầu nhờn để đảm bảo tính năng lý,
hóa.
2.1.3. Phân loại:
♦ Bôi trơn bằng vung té:
- Là phương pháp bôi trơn nhờ tác dụng quay và va đập vào dầu của
một số chi tiết làm cho dầu vung ra, rơi vào các bề mặt làm việc
của động cơ.
♦ Phương pháp hứng dầu:
- Là phương pháp dầu nhờn được bơm cưỡng bức lên cao, khi chảy
xuống được hứng vào các về mặt ma sát.
♦ Phương pháp bôi trơn cưỡng bức:
- Là phương pháp bôi trơn dùng bơm dầu để đẩy dầu bôi trơn đi khắp
hệ thống với một áp suất nhất định.
♦ Phương pháp bôi trơn hỗn hợp:
- Là phương pháp bôi trơn kết hợp tất cả các phương pháp trên, nó

được dùng trong động cơ đốt trong là chủ yếu.
2.1.4. Một số đặc điểm của dầu bôi trơn:
Tính chất quan trọng nhất liên quan đến chất lượng dầu bôi trơn là độ
nhớt của nó. Mỗi loại động cơ yêu cầu dầu bôi trơn có một độ nhớt nhất định,
phù hợp với điều kiện làm việc của động cơ. Nếu dầu quá nhớt (đặc) thường khó
lưu động trong hệ thống bôi trơn. Nên trong giai đoạn khởi động động cơ, dầu
khó đến được tất cả các bề mặt làm việc của chi tiết đặc biệt là các bề mặt ma
sát ở xa bơm dầu. Do đó một số bề mặt ma sát có thể thiếu dầu khi khởi động
dẫn đến nhanh bị mài mòn, nhanh hỏng.
2
Các loại dầu bôi trơn thường có ký hiệu và chỉ số trên bao bì thể hiện tính
năng và phạm vi sử dụng của chúng. Hiện nay các chỉ số của dầu chủ yếu dựa
trên tiêu chuẩn của các tổ chức Hoa Kỳ. Có 2 thông số quan trọng để đánh giá
đó là chỉ số SAE và chỉ số API.
• Chỉ số SAE (Society of Automobile Engineers) ban hành tháng 6 năm
1989 là chỉ số phân loại theo độ nhớt 100
0
C và 18
0
C của hiệp hội kỹ sư
Hoa Kỳ. Tại một nhiệt độ nhất định chỉ số SAE lớn nghĩa là độ nhớt cao
và ngược lại. Chỉ số SAE cho biết cấp độ nhớt chia thành 2 loại:
Loại đơn cấp: Là loại chỉ có 1 chỉ số độ nhớt. Ví dụ SAE-40, SAE-50,
SAE-10W, SAE-20W. Cấp độ nhớt có chữ W (Winter) dựa trên cơ sở độ
nhớt ở nhiệt độ thấp tối đa (độ nhớt ở nhiệt độ khởi động từ -30
0
C đến 50
0
C)
còn cấp độ nhớt không có chữ W chỉ dựa trên cơ sở độ nhớt ở 100

0
C.
Loại đa cấp: Là lạo có hai chỉ số nhớt SAE-20W/50; SAE-10W/40…Ví dụ
SAE-20W/50 ở nhiệt độ thấp có cấp độ nhớt giống như loại đơn cấp SAE-50.
Dầu có chỉ số nhớt đa cấp có phạm vi môi trường sử dụng rộng hơn so với
dầu đơn cấp. ví dụ dầu nhớt đơn cấp SAE-40 dùng cho môi trường có nhiệt
độ từ 26
0
C đến 42
0
C trong khi dầu nhớt đa cấp SAE-20W/50 có thể sử dụng
ở môi trường nhiệt độ thay đổi từ 0
0
C đến 40
0
C. Dầu thường sử dụng ở nước
ta là loại SAE 20W-40.
• Chỉ số API (American Petroleum Institute) là chỉ số đánh giá chất lượng
dầu nhớt của viện hóa dầu Hoa Kỳ. Chỉ số API cho biết cấp chất lượng
dầu nhớt theo chủng loại động cơ. Người ta phân thành 2 loại:
Dầu chuyên dụng: Là loại dầu chỉ dùng cho một trong hai động cơ là xăng
hoặc Diezel.
Dầu đa dụng: Là loại dầu bôi trơn có thể dùng cho cả động cơ xăng và
Diezel.
Khi sử dụng dầu bôi trơn phải tuân thủ hướng dẫn của nhà chế tạo động cơ và
chỉ số SAE, API và thời gian thay dầu.
2.1.5. Nguyên lý bôi trơn.
3
Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống bôi trơn cưỡng bức.
1. Các te dầu; 2. Phao hút dầu; 3. Bơm bánh răng; 4. Van an toàn; 5. Bầu lọc

dầu; 6. Van an toàn; 7. Két làm mát; 8. Đồng hồ báo áp suất; 9. Đường dầu
chính; 10. Bôi trơn trục khuỷu; 11. Bôi trơn trục cam.
Trong hệ thống bôi trơn cưỡng bức trên, toàn bộ lượng dầu của hệ thống
bôi trơn được chứa trong các te 1 của động cơ. Bơm dầu 3 được dẫn động từ
trục khuỷu động cơ hoặc trục cam. Dầu trong các te 1 được bơm 3 hút qua phao
2 . Phao 2 có lưới chắn để lọc sơ bộ những tạp chất có kích thước lớn trong dầu,
kể cả khi động cơ bị nghiêng. Sau bơm, dầu có áp suất cao (có thể đến
10KG/cm
2
). Sau đó đi qua bầu lọc dầu 5 để loại bỏ cặn bẩn. Sau khi qua bầu lọc,
dầu được đưa lên đường dầu chính và đi bôi trơn trục khuỷu, trục cam và trở lại
các te 1. Van an toàn 4 và 6 là van tràn có tác dụng không chế áp suất dầu sau
bơm và sau két làm mát. Khi bơm và két làm mát bị tắc hoặc áp suất dầu trong
hệ thống quá lớn, van an toàn sẽ được mở để đảm bảo tính ổn định, tránh hiện
tượng thiếu dầu bôi trơn cung cấp cho các bề mặt làm việc.
Khi dầu quá nóng (khoảng 80
0
C), để giảm nhiệt độ của dầu, sau khi qua
bầu lọc 5 dầu sẽ được đưa vào két làm mát 7 và được đưa đến đường dầu chính
9 để đảm bảo bôi trơn, đảm bảo độ nhớt của dầu nhờn.
2.1.6. Bơm dầu.
Bơm dầu nhờn là một trong những bộ phận quan trọng của động cơ, nó có
nhiệm vụ cung cấp liên tục dầu nhờn có áp suất cao đến các bề mặt ma sát để
bôi trơn, làm mát và tẩy rửa mặt ma sát. Bơm dầu dùng trong động cơ đốt trong
đều là loại bơm thể tích chuyển dầu bằng áp suất thủy tĩnh như các loại bơm
4
piston, bơm phiến trượt, bơm bánh răng và bơm trục vít. Trong đó bơm bánh
răng được dùng hết sức phổ biến vì nó có các ưu điểm như nhỏ gọn, áp suất bơm
cao, cung cấp dầu liên tục và làm việc rất an toàn, tuổi thọ cao.
Trong phần nghiên cứu và khảo sát hệ thống bôi trơn này, bơm dầu bánh

răng ăn khớp ngoài là đối tượng em chọn.
Hình 2.2: Sơ đồ bơm dầu bánh răng ăn khớp ngoài.
Bơm gồm các bánh răng ăn khớp ngoài hình 2.2 đặt trong một vỏ kín. Bánh răng
chủ động được dẫn động từ trục khuỷu hoặc từ trục cam, bánh răng bị động
quay tự do trên trục của nó. Khi động cơ làm việc, các bánh răng chủ động và bị
động quay theo chiều mũi tên. Dầu trong không gian giữa các răng của các bánh
răng với vỏ bơm được chuyển về không bên trái để đi bôi trơn. Trong bơm được
gắn một van an toàn để đảm bảo áp suất trong hệ thống không vượt quá 0,5÷0,8
MPa.
Bơm dầu cần phải có lưu lượng riêng đủ lớn và có van hạn chế áp suất để
đảm bảo an toàn cho hệ thống. Lưu lượng của bơm dầu phụ thuộc vào tốc độ
bơm (tốc độ động cơ), do vậy trong bơm bố trí van an toàn lưu lượng. Trong quá
trình làm việc, các chi tiết của động cơ bị mòn dần, đòi hỏi bơm dầu phải cung
cấp lưu lượng dầu lớn hơn để có thể bôi trơn đầy đủ các chi tiết ở xa.
2.1.7. Lọc dầu.
5