Chuyên đề 15 Đánh giá ảnh hưởng của xăng sinh học E10 đến độ bền và tuổi thọ của động cơ xăng xe máy trong phòng thí nghiệm và trên đường khi đã điều chỉnh kết cấu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI







BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ


thuộc Đề tài: “Nghiên cứu khả năng tương thích của động cơ nổ
thế hệ cũ sử dụng xăng sinh học có tỷ lệ etanol E100 lớn hơn
5%”, mã số ĐT.06.11/NLSH
thuộc Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015,
tầm nhìn đến năm 2025


Sản phẩm 5.1: Đánh giá ảnh hưởng của xăng sinh học E10 đến
độ bền và tuổi thọ của động cơ xăng xe máy
trong phòng thí nghiệm và trên đường khi đã
điều chỉnh kết cấu
Chuyên đề số: 15
Chủ nhiệm đề tài Người thực hiện


PGS.TS. Lê Anh Tuấn KS. Nguyễn Viết Thanh
Cơ quan chủ trì

Hà Nội, tháng 6 năm 2012
ĐT.06.11/NLSH

- 1 -

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3
1. TỔNG QUAN VỀ CÁC CHỈ TIÊU NGHIÊN CỨU 4
1.1 Các dạng hao mòn động cơ và phương pháp đo 4
1.1.1 Hao mòn xy lanh và phương pháp đo 4
1.1.2 Hao mòn pít tông và phương pháp đo 10
1.1.3 Hao mòn xéc măng và phương pháp đo 11
1.1.4 Hao mòn trục khuỷu và phương pháp đo 13
1.1.5 Thiết bị kiểm tra mức độ mài mòn 16
1.2 Tổng quan về dầu bôi trơn cho động cơ 18
1.2.1 Dầu khoáng 18
1.2.2 Dầu tổng hợp 18
1.2.3 Chất phụ gia trong dầu bôi trơn 19
2. THIẾT BỊ THỬ NGHIỆM 23
2.1 Băng thử xe máy CD 20” 23
2.2 Băng thử thủy lực Didacta 24
2.2.1 Phanh thuỷ lực T101D 24
2.2.2. Thiết bị đo tốc độ 25
2.2.3. Thiết bị đo mômen 25

2.3 Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVL Fuel Balance 733S 26
2.4 Tủ phân tích khí thải CEBII 27
3. PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM 29
3.1 Nhiên liệu thử nghiệm 29
3.2 Phương tiện thử nghiệm và cách thức tiến hành 30
4. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM 34
4.1 Đánh giá mức độ hao mòn các chi tiết khi sử dụng xăng RON92 và E10 34
4.1.1 Sự mài mòn xilanh động cơ 34
4.1.2 Sự mài mòn piston động cơ 35
4.1.3 Sự mài mòn xéc măng động cơ 36
4.1.4 Kết luận 1 37
4.2 Đánh giá công suất, mômen, tiêu thụ nhiên liệu, đo áp suất nén của 2 xe máy sử dụng xăng
RON92 và E10 trước và sau chạy thử nghiệm bền 38
4.2.1 Kết quả đo tại tay số 3 38
ĐT.06.11/NLSH

- 2 -

4.2.2 Kết quả đo tại tay số 4 40
4.2.3 Độ kín khít buồng cháy động cơ 42
4.2.4 Kết luận 2 43
4.3 Đánh giá phát thải của 2 xe máy sử dụng xăng RON92 và E10 theo chu trình thử tiêu chuẩn
ECE R40 trước và sau chạy thử nghiệm bền 44
4.3.1 Kết quả thử nghiệm trước chạy bền 44
4.3.2 Kết quả thử nghiệm sau chạy bền 46
4.3.3 Kết luận 3 49
4.4 Phân tích dầu bôi trơn trước, giữa và sau thử nghiệm bền 51
4.4.1 Các thông số đo và ảnh hưởng 51
4.4.2 Kết quả phân tích dầu bôi trơn 53
4.4.3 Kết luận 4 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56



ĐT.06.11/NLSH

- 3 -

LỜI NÓI ĐẦU

Xăng pha cồn là một loại sản phẩm hỗn hợp được pha trộn từ xăng có nguồn gốc từ
dầu mỏ được pha với cồn (ethanol) có nguồn gốc từ các sản phẩm nông nghiệp như
mía đường, ngô, khoai, sắn… Chính vì vậy, các sản phẩm này thường được gọi sản
phẩm sinh học (xăng sinh học).
Ý tưởng sử dụng cồn để thay thế cho nhiên liệu có nguồn gốc từ dầu mỏ đã có từ
khá lâu. Ngay từ những năm 20 của thế kỷ trước, cồn đã được nghiên cứu để làm
nhiên liệu cho động cơ ô tô, xe máy. Điển hình cho hướng đi tiên phong này là Brazil
và Mỹ. Tuy nhiên, khi công nghệ hóa dầu ra đời, những sản phẩm xăng dầu có chất
lượng cao đã nhanh chóng đẩy lùi ý tưởng sử dụng cồn làm nhiên liệu cho động
cơ ô tô, xe máy. Song, đến những năm 70 của thế kỷ 20, khi thế giới bắt đầu có sự
khủng hoảng dầu mỏ thì cồn và nhiên liệu sinh học mới thực sự được khởi động trở lại
và đến những năm đầu của thế kỷ 21 đã trở thành một trong những ưu tiên hàng đầu
trong những định hướng chiến lược nghiên cứu về năng lượng của nhiều quốc gia phát
triển trên thế giới mà điển hình là Mỹ, Tây Âu (Đức, Pháp, Na Uy, Thụy Điển…),
Nhật, Thái Lan, Trung Quốc….
Tại Việt Nam, xăng pha cồn đã được nghiên cứu và đưa vào sử dụng thử nghiệm
trên một số loại ô tô và xe máy. Kết quả cho thấy mức tiêu thụ nhiên liệu giảm, công
suất động cơ có cải thiện, lượng khí thải độc hại giảm nhiều, khả năng tăng tốc của
xe tốt hơn Tuy nhiên, do nhiều đặc tính của cồn có thể gây ra ăn mòn kim loại
hoặc làm hư hại các chi tiết cao su, nhựa có trong động cơ xe máy nên để có thể có

cơ sở khoa học áp dụng rộng rãi xăng pha cồn cần thiết phải có những nghiên cứu
ảnh hưởng của xăng pha cồn đối với độ bền và tuổi thọ của động cơ. Cụ thể, nội dung
chuyên đề này giúp đánh giá ảnh hưởng của việc sử dụng xăng pha cồn trên các chỉ
tiêu sau đây:
- Mức độ hao mòn của các chi tiết khi sử dụng xăng RON92 và E10
- Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật (công suất, mo men, tiêu thụ nhiên liệu, áp suất
nén) trước và sau chạy thử nghiệm bền
- Phát thải theo chu trình thử tiêu chuẩn ECE R40 trước và sau chạy thử nghiệm
bền
- Phân tích thành phần dầu bôi trơn trước, giữa, và sau thử nghiệm bền.

ĐT.06.11/NLSH

- 4 -

Chuyên đề 15. Đánh giá ảnh hưởng của xăng sinh học E10 đến độ bền và
tuổi thọ của động cơ xăng xe máy trong phòng thí nghiệm và trên đường
khi đã điều chỉnh kết cấu.

1. TỔNG QUAN VỀ CÁC CHỈ TIÊU NGHIÊN CỨU
1.1 Các dạng hao mòn động cơ và phương pháp đo
Khi nghiên cứu sửa dụng nhiên liệu E10 cho động cơ đốt trong, việc kiểm nghiệm
ảnh hưởng của nhiên liệu tới các chi tiết của động cơ là thực sự cần thiết, đặc biệt là
các chi tiết tiếp xúc trực tiếp với nhiên liệu và khí cháy và các chi tiết chịu tải trọng
động lớn nhằm đảm bảo động cơ hoạt động ổn định và tuổi bền được đảm bảo giống
như khi sử dụng nhiên liệu xăng thông thường. Do đó phương pháp đo phải thể hiện rõ
được sự ảnh hưởng của nhiên liệu đến chất lượng làm việc của động cơ.
1.1.1 Hao mòn xy lanh và phương pháp đo
1.1.1.1 Hao mòn xy lanh
Xy lanh là một chi tiết làm việc trong những điều kiện ma sát rất khắc nghiệt: Bề

mặt của nó phải tiếp xúc thường xuyên với khí cháy có nhiệt độ và áp suất biến thiên
trong một phạm vi rất rộng (từ nhiệt độ 3200K và áp suất khoảng 0,85kG/cm
2
ở quá
trình nạp tăng đến nhiệt độ xấp xỉ 25000K và áp suất trên dưới 100kG/cm
2
ở quá trình
cháy); Nhiệt độ quá cao gây ra ứng suất nhiệt và làm mềm cục bộ lớp kim loại trên
cùng, song khi nhiệt độ thành xy lanh bị làm lạnh đến mức có thể ngưng tụ hơi nước
trong khí cháy trên vách, sẽ có khả năng hoà tan các an-de-hyt có trong sản vật cháy,
tạo nên các a xít gây ra dạng ăn mòn hoá học.
Việc bôi trơn bề mặt xy lanh rất không đều: ở phía dưới lượng dầu bôi trơn khá đủ
do dầu văng lên từ ổ đầu to thanh truyền hoặc do đường dầu riêng phun vào; Càng lên
cao điều kiện bôi trơn càng giảm dần, phía trên cùng sát buồng cháy hầu như không có
dầu bôi trơn. Trong trường hợp khởi động và trường hợp chạy ấm máy, phải mất từ
3~12 phút dầu bôi trơn mới lên được bề mặt thành xy lanh, đây là thời gian các chi tiết
phải hoạt động trong điều kiện ma sát khô, mặt khác trạng thái nhiệt độ thấp sẽ dễ
dàng gây ra ăn mòn hoá học như đã nêu trên, vì vậy mài mòn lúc này đặc biệt mạnh;
Tải trọng do pít tông đặt lên xy lanh là lực ngang N = P

tg (P

là tổng lực khí cháy
và lực quán tính tịnh tiến,  là góc nghiêng của thanh truyền với đường tâm xy lanh;
Lực N luôn có phương vuông góc đường tâm trục khuỷu); Lực ngang N luôn biến
thiên về chiều, cường độ và điểm đặt, gây ra hiện tượng uốn thành xy lanh và phát sinh
tiếng gõ khi khe hở pít tông xy lanh khá lớn.
ĐT.06.11/NLSH

- 5 -

Tải trọng do xéc măng thứ i đặt lên xy lanh là lực p
xi
= k
ip
k
i
+ p
x
(k
i
: hệ số phân bố
áp suất khí cháy lên xéc măng thứ i; p
ki
: áp suất khí cháy; p
x
: lực bung hướng kính của
xéc măng). Tải trọng này đặt trên một diện tích tiếp xúc khá nhỏ của xéc măng, vì vậy
áp suất của nó lên xy lanh là khá lớn, gây ra tổn thất về lực và phát sinh nhiệt độ cao
trên bề mặt thành xy lanh, đặc biệt trong trường hợp xéc măng bị bó kẹt khi khe hở
miệng xéc măng để quá bé.
Vận tốc trượt v
t
của các chi tiết pít tông và xéc măng trên xy lanh không đều trong
suốt hành trình tịnh tiến, ở 2 điểm đầu và cuối v
t
= 0, ở khoảng gần giữa v
t
đạt giá trị
lớn nhất; Với động cơ cao tốc, vận tốc trượt trung bình có thể tới trên 10m/s. Vận tốc

trượt cao sẽ làm cường hoá quá trình mài mòn bởi hạt mài.
Những đặc điểm về điều kiện ma sát nêu trên đã gây ra dạng mòn rất đặc trưng cho
xy lanh theo phương chiều cao và phương hướng kính. Hình 1.1 giới thiệu kết quả
nghiên cứu biên dạng mòn xy lanh của động cơ 73,5kW lắp trên ô tô vận tải, sau khi ô
tô hoạt động các quãng đường 25.000, 60.000, 80.000 và 120.000km; Đường liền thể
hiện biên dạng mòn theo phương vuông góc trục khuỷu; Đường đứt là biên dạng mòn
theo phương song song trục khuỷu; Điểm 0 trên đồ thị ứng với điểm chết trên của xéc
măng số 1.
Sự thay đổi đột ngột và thường xuyên của các điều kiện ma sát (tải trọng, vận tốc
trượt, điều kiện môi trường ) đã làm tăng cường quá trình mài mòn các chi tiết nhóm
này; Nghiên cứu trên động cơ D35 cho thấy: khi thay đổi tải từ 6~37 cv với tần số thay
đổi khoảng 20 lần /phút, tốc độ mài mòn trung bình (theo kết quả phân tích hàm lượng
mạt kim loại trong dầu bôi trơn) tăng 1,34 lần so với trường hợp giữ tải thường xuyên
ở 37cv. Tương tự ở động cơ Gaz 51 là 1,7 lần. Trên động cơ D54 và D35, khi thay đổi
tải, mài mòn nhóm piston xy lanh tăng 15~20% (đặc biệt bạc lót trục khuỷu mòn tăng
35~40% so với tải trọng ổn định).
ĐT.06.11/NLSH

- 6 -


Hình 1.1. Biên dạng mòn xy lanh theo phương dọc trục
1. Sau 25.000Km đường làm việc
2. Sau 60.000Km đường làm việc
3. Sau 80.000Km đường làm việc
4. Sau 120.000Km đường làm việc
Môi trường làm việc cũng có ảnh hưởng rất lớn tới mài mòn xy lanh; Một trong các
yếu tố ảnh hưởng là hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu. Kết quả nghiên cứu thể
hiện trên Hình 1.2 chỉ rõ: khi hàm lượng lưu huỳnh tăng cao (tới 1,6%) sẽ làm bề mặt
vùng làm việc của xy lanh động cơ D54 mòn nhiều hơn 3 lần so với hàm lượng lưu

huỳnh chỉ có 0,6~0,8%.
Việc cải thiện chất lượng dầu bôi trơn bằng cách pha các chất phụ gia có nguồn gốc
vô cơ hoặc hữu cơ là một giải pháp quan trọng trong việc giảm hao mòn. Đồ thị Hình
1.3 cho thấy hàm lượng mạt sắt trong dầu bôi trơn giảm tới 50% khi động cơ làm việc
với loại dầu có pha phụ gia (đường số 6,7) so với trường hợp động cơ làm việc với dầu
không pha phụ gia (đường số 5).
Trong quá trình khởi động, nhiệt độ và độ nhớt dầu cũng như nhiệt độ nước làm
mát có ảnh hưởng rất lớn tới hao mòn xy lanh; Các kết quả nghiên cứu trên động cơ
D54 trong các điều kiện khởi động với dầu có độ nhớt khác nhau, có và không sấy
nóng động cơ trình bày trên Hình 1.4 và Hình 1.5.
Trên Hình 1.4: Là kết quả nghiên cứu độ mài mòn xy lanh khi khởi động được tính
theo hàm lượng mạt sắt trong dầu bôi trơn (g Fe) ứng với các loại dầu có độ nhớt (cst)
khác nhau cho thấy độ nhớt dầu càng thấp thì lượng mòn xy lanh càng giảm.
ĐT.06.11/NLSH

- 7 -

Trên Hình 1.5: Lượng mòn xy lanh theo chiều cao (khoảng cách tới mặt đầu xy
lanh) trong trạng thái khởi động lạnh (đồ thị a), lớn hơn nhiều trong trường hợp có sấy
nóng dầu và nước trước khi khởi động (đồ thị b).



Hình 1.2. Ảnh hưởng của hàm lượng lưu
huỳnh tới mài mòn thành xy lanh
1-2-3-4. Lượng mòn xy lanh tương ứng
với nhiệt độ làm mát 35-55-85-95°C
Hình 1.3. ảnh hưởng của chất phụ gia
trong dầu bôi trơn tới mài mòn động cơ

Hình 1.4. Hao mòn xy lanh lúc khởi động
khi dùng dầu có độ nhớt khác nhau
Hình 1.5. Hao mòn xy lanh lúc khởi động
khi có sấy nóng (b) và không sấy nóng
dầu- nước (a)

Khi động cơ lắp trên ô tô, máy kéo hoạt động trong môi trường khai khoáng hoặc
nông nghiệp, mức độ bụi trong không khí đặc biệt cao là nguyên nhân gây ra mài mòn
mãnh liệt thành xy lanh. Lúc này vai trò của các loại lọc không khí và dầu bôi trơn là
rất quan trọng. Hình 1.6 chỉ rõ với các loại lọc không đủ tiêu chuẩn, lượng mòn thành
ĐT.06.11/NLSH

- 8 -

xy lanh tăng nhanh tới 0,4mm chỉ sau 2000 giờ làm việc; Với các loại lọc có chất
lượng tốt, thời gian làm việc kéo dài gấp 2 đến 3 lần thì xy lanh mới đạt độ mòn tương
đương.


Hình 1.6. Ảnh hưởng của chất lượng lọc dầu bôi trơn và lọc
không khí tới mài mòn động cơ
1. Khi lọc không khí hư hỏng và điều kiện môi trường nhiều bụi bẩn.
2. Khi hệ thống bôi trơn tồi và sử dụng nhiên liệu điêden không đủ tiêu chuẩn
3. Khi hệ thống bôi trơn và lọc khí được bảo dưỡng thường xuyên
Ngoài các hư hỏng do quá trình ma sát, đối với lót xy lanh gang kiểu ướt còn có
nguy cơ bị phá hoại do hiện tượng xâm thực gây nên. Đây là dạng ăn mòn rỗ bề mặt
ngoài, nơi tiếp xúc với dòng chảy có áp lực của dung dịch làm mát. Các chỗ rỗ thường

tụ tập thành đám, có chiều sâu khá lớn (thậm chí có thể xuyên thủng vách xy lanh), tập
trung nhiều nhất ở phương có lực ngang N. Hiện tượng xâm thực đặc biệt mạnh khi bề
mặt ngoài của lót ướt khá sạch. Một trong những giải pháp chống xâm thực hiệu quả là
mạ bề mặt ngoài xy lanh bằng lớp mạ crôm hoặc mạ đồng.
1.1.1.2 Phương pháp đo mài mòn xy lanh
Do phải làm việc trong điều kiện nặng nhọc với áp suất cao, nhiệt độ cao, ma sát
giữa xécmăng – xilanh lớn và bôi trơn khó khăn nên bề mặt gương xilanh thường bị
mòn không đều. Sự phân bố lượng mòn mặt gương xilanh trong điều kiện làm việc
bình thường của động cơ được minh họa trên hình 1.7.

ĐT.06.11/NLSH

- 9 -


Hình 1.7. Đặc điểm sự phân bố lượng mòn mặt gương
xilanh theo đường sinh (a) và theo chu vi (b)


Hình 1.8. Vị trí mòn và phương pháp đo
Khi kiểm tra lượng mòn xy lanh, thường sử dụng dụng cụ đo lỗ với đồng hồ so có
độ chính xác 0,01mm; Các vị trí đo ở vùng mòn sâu nhất tại tiết diện I-I (sát điểm chết
trên xéc măng số 1) theo phương dọc trục và phương vuông góc, sẽ cho ta độ méo của
xy lanh tại mặt phẳng này. (Hình 1.8).
Để xác định độ côn, cần đo ở vùng dưới tại tiết diện III-III là nơi mòn ít nhất. Hiệu
số của 2 kích thước đo phía trên và phía dưới trong cùng một phương sẽ cho ta độ côn
cần tìm.
Để đảm bảo chính xác, khi đo phải lắc dụng cụ qua lại như hình vẽ. Kích thước đo
đúng khi trục đầu đo nằm trên mặt phẳng vuông góc với đừờng tâm, tức là đồng hồ
nằm ở vị trí thẳng đứng, lúc này giá trị kim chỉ trên đồng hồ sẽ nhỏ nhất.

Muốn đọc được đường kính, cần sử dụng một pan me cặp vào 2 đầu trục đo của
đồng hồ so và điều chỉnh pan me sao cho trị số trên đồng hồ so bằng đúng trị số lúc
lồng vào xy lanh. Giá trị của pan me lúc này chính là đừờng kính xi lanh phải xác định.
ĐT.06.11/NLSH

- 10 -

1.1.2 Hao mòn pít tông và phương pháp đo
1.1.2.1 Hao mòn pít tông
Vai trò chủ yếu của pít tông là cùng với các chi tiết khác như xy lanh, nắp xy lanh
bao kín tạo thành buồng cháy, đồng thời truyền lực của khí thể cho thanh truyền cũng
như nhận lực từ thank truyền để nén khí. Do đó điều kiện làm việc của pít tông rất
khắc nghiệt: tải trọng cơ học lớn và có chu kỳ; tải trọng nhiệt cao do tiếp xúc trực tiếp
với khí cháy có nhiệt độ 2200 – 2800 K nên nhiệt độ đỉnh pít tông có thể đến 500 -
800 K làm pít tông giảm sức bền, bó kẹt. Do có lực ngang N nên giữa pít tông và xy
lanh có ma sát lớn, điều kiện bôi trơn vung té nên khó đảm bảo bôi trơn hoàn hảo, mặt
khác do thường xuyên tiếp xúc với sản vật cháy có tính chất ăn mòn như các hơi axít
nên pít tông còn phải chịu ăn mòn hóa học.
Do điều kiện làm việc khắc nghiệt của pít tông như vậy, nên dạng hư hỏng thường gặp
là mòn vùng dẫn hướng và mòn rãnh xéc măng.
1.1.2.2 Phương pháp đo hao mòn pít tông
Đo đường kính pít tông trên phần dẫn hướng (vuông góc với bệ chốt) cách chân
một khoảng L thường ở giữa chiều cao thân (hình 1.9), sử dụng pan me có độ chính
xác kích thước 0,01mm là đủ.

Hình 1.9. Đo đường kính pít tông
Rãnh xéc măng thường được kiểm tra theo điều kiện lắp ghép, bằng cách lăn xéc
măng trên rãnh quanh chu vi không có điểm nào bị bó chặt và dùng căn lá đo khe hở
theo tiêu chuẩn cho phép, khi cài xéc măng vào pít tông (Hình 1.10).

Hình 1.10. Đo rãnh xéc măng
ĐT.06.11/NLSH

- 11 -

1.1.3 Hao mòn xéc măng và phương pháp đo
1.1.3.1 Hao mòn xéc măng
Điều kiện làm việc của xéc măng cũng tương tự như của xy lanh, tuy nhiên phản
lực từ xy lanh luôn đặt lên một diện tích tiếp xúc khá nhỏ của xéc măng, do đó cường
độ chịu lực của xéc măng lớn hơn rất nhiều. Ngoài ra, khí cháy khi lọt qua khe hở
miệng xéc măng sẽ gây ứng suất nhiệt lớn, cộng với nhiệt lượng phát sinh bởi ma sát
trượt, sẽ tạo điều kiện đốt cháy nhiên liệu và dầu thành muội than đọng bám trên rãnh
pít tông, làm xéc măng bị bó kẹt.
Trạng thái hoạt động căng thẳng như vậy khiến xéc măng bị hư hỏng theo một số
dạng sau:
- Mòn bề mặt tiếp xúc với xy lanh làm tăng khe hở miệng của xéc măng; Tuy
nhiên lượng mòn theo chu vi không đều, những thử nghiệm mòn tăng tốc trên xéc
măng thể hiện trên hình 1.11 đã phản ánh rõ điều đó.
Lượng mòn trên chu vi được đo tại 9 điểm, bằng phương pháp dùng mũi đâm hình
chóp tạo mặt chuẩn đo trước; Các điểm 1 và 9 nằm ở sát miệng; Các đường 1-2-3-4
ứng với các thời gian chạy 50, 100, 150, 200 h của xéc măng.
Khe hở miệng tăng làm tăng khả năng lọt khí cháy, vì vậy chỉ cần khe hở này đạt
đến một giá trị nào đó phụ thuộc vào kích thước đường kính, xéc măng phải loại bỏ;
Ví dụ với động cơ có đường kính xy lanh khoảng 100mm, khe hở miệng cho phép dao
động trong phạm vi 1,5 đến 2mm. Tuy nhiên sự tăng khe hở miệng (cũng chính là
lượng mòn theo chu vi) của các xéc măng trên cùng một pít tông là không giống nhau;
Hình 1.12 chỉ rõ xéc măng số 1 có khe hở miệng tăng mạnh nhất và giảm dần ở các
xéc măng tiếp theo.

Hình 1.11. Mòn theo chu vi xéc măng Hình 1.12. Mức độ tăng khe hở miệng
của các xéc măng - 1,2,3: xéc măng hơi -
4,5: xéc măng dầu
ĐT.06.11/NLSH

- 12 -

- Mòn 2 cạnh bên theo chiều cao h của xéc măng, đây là các bề mặt tiếp xúc với
rãnh pít tông vì vậy khi xéc măng và pít tông mòn ở khu vực này sẽ làm tăng khe hở
cạnh, kết quả là dầu bôi trơn sẽ dễ lọt hơn vào buồng cháy theo hiệu ứng bơm dầu của
xéc măng. Hình 1.12 cho thấy dạng mòn rãnh pít tông và mòn theo chiều cao xéc
măng.
- Xéc măng bị mất đàn hồi do chịu nhiệt độ cao hoặc do bị bó kẹt lâu trong rãnh
pít tông gây nên. Biểu hiện của sự mất đàn hồi là xéc măng bị giảm lực bung hướng
kính và giảm khe hở miệng ở trạng thái tự do. Hậu quả của mất đàn hồi là khả năng
bao kín của xéc măng sẽ kém đi khiến khí cháy lọt rất mạnh xuống các te dầu.
- Xéc măng bị gãy do những khuyết tật về vật liệu, hoặc do sự va đập với rãnh pít
tông, hay với gờ mòn trên thành xy lanh (đối với xéc măng hơi số 1) do lúc thay thế
xéc măng giữa kỳ đã không cạo bỏ gờ này. Khi xéc măng gãy, động cơ sẽ rất khó nổ
và tụt công suất, đồng thời khí thải có mầu xanh nhạt do sục dầu nhờn vào buồng cháy
và do nhiệt độ cháy giảm thấp.
Chú ý rằng tốc độ mài mòn xéc măng thay đổi phụ thuộc vào khe hở mối ghép giữa
xéc măng và rãnh pít tông; Khe hở này tăng dần lên theo thời gian dẫn đến tình trạng
va đập giữa 2 bề mặt được cường hoá và khi khe hở vượt quá giới hạn cho phép (làm
điều kiện bôi trơn ma sát ướt bị vi phạm), tốc độ mài mòn các chi tiết trong mối ghép
sẽ tăng rất mạnh.
Nghiên cứu sự mài mòn phụ thuộc vào khe hở của nhóm xéc măng-rãnh pít tông,
trục khuỷu-bạc trục khuỷu động cơ D54 (hình 1.13) cho thấy: tốc độ tăng khe hở giữa

rãnh pít tông và xéc măng thứ nhất (đường 1), cũng như tốc độ tăng khe hở giữa bạc
thanh truyền và cổ trục khuỷu (đường 2), có dạng phi tuyến và đạt tới 150% khi khe
hở mối ghép của chúng đạt từ 0,5 đến 0,65mm; Như vậy có thể chọn khe hở làm việc
giới hạn của chúng vào khoảng 0,45mm. Với khe hở dưới phạm vi này, tốc độ mài
mòn là tuyến tính và hoàn toàn cho phép.


ĐT.06.11/NLSH

- 13 -

Hình 1.13. Sự phụ thuộc của tốc độ tăng khe hở vào trị số khe hở mối ghép của
động cơ D54A – 1.Xéc măng – rãnh xéc măng 2. Bạc – trục khuỷu
1.1.3.2 Phương pháp đo mài mòn xéc măng
Đo khe hở miệng xéc măng bằng cách lồng vào xy lanh, dùng căn lá để kiểm tra
khe hở này (hình 1.14); Nếu xy lanh đã mòn song vẫn sử dụng lại, phải đẩy xéc măng
xuống vị trí điểm chết dưới của nó để kiểm tra vì ở phía dưới xy lanh thường mòn ít
hơn.

Hình 1.14. Đo khe hở miệng xéc măng
1.1.4 Hao mòn trục khuỷu và phương pháp đo
1.1.4.1 Hao mòn trục khuỷu
Điều kiện làm việc của trục khuỷu không phức tạp như xy lanh, do trục khuỷu được
bôi trơn đầy đủ và chế độ nhiệt tương đối ổn định, tuy nhiên chúng lại chịu tải trọng
rất lớn. Lực P
tt
của nhóm pít tông- thanh truyền đặt lên trục khuỷu và bạc là tổng các
lực:
- Lực khí thể, do quá trình cháy nhiên liệu trong xy lanh sinh ra
- Lực quán tính chuyển động tịnh tiến của nhóm pít tông – xéc măng

- Lực quán tính ly tâm của khối đầu to thanh truyền
Lực P
tt
phân thành 2 thành phần: lực tiếp tuyến T tạo ra mô men quay và lực pháp
tuyến Z tác động vào ổ trục gây ra các phá hoại ổ. Các lực này thuộc loại tải trọng
động, biến thiên tuần hoàn theo chu kỳ, thường xuyên thay đổi cả về cường độ và tần
suất để thích ứng với phụ tải của máy công tác. Ví dụ với áp suất cháy p
zmax
khoảng 80
kG/cm
2
, pít tông có đường kính 90mm sẽ tiếp nhận một lực trên 5000kG để truyền
cho cơ cấu thanh truyền trục khuỷu, tuy nhiên lực này sẽ giảm ngay sau thời gian rất
ngắn rồi lặp lại theo chu kỳ chỉ vài phần trăm giây.
Đối với chốt khuỷu (cổ biên), các lực T, Z và lực quán tính ly tâm P
k
hợp lại thành
lực Q biểu diễn trên hệ toạ độ TZ, cho phép nhận xét nhanh chóng về tình trạng chịu
lực của các vùng trên bề mặt cổ trục; Những vùng chịu nhiều lực nhất (về số lần hoặc
ĐT.06.11/NLSH

- 14 -

về cường độ) là bề mặt phía trên do lực khí thể tác động và bề mặt phía dưới do các
lực quán tính tác động. Đối với cổ chính, tình hình chịu lực phức tạp nhưng đồng đều
hơn so với cổ biên do ảnh hưởng của lực từ các xy lanh kề bên.
Trục khuỷu và bạc làm việc trong môi trường ma sát trượt, được tổ chức bôi trơn
cưỡng bức khá tốt. Nếu điều kiện bôi trơn ma sát ướt được hình thành một cách hoàn
hảo có thể nói hầu như trục và bạc không tiếp xúc trực tiếp với nhau, do đó không gây
ra hao mòn; Tuy nhiên có nhiều giai đoạn làm việc của trục, chế độ bôi trơn không

được đảm bảo; Ví dụ: khi khởi động tốc độ quay trục rất chậm lượng dầu cung cấp
không đủ, khi động cơ chạy ở số vòng quay quá thấp, khi nhiệt độ dầu quá cao làm độ
nhớt giảm thấp, ở thời điểm đầu nổ áp suất khí thể quá lớn, khi khe hở bạc và trục quá
bé (ứng với giai đoạn làm việc ban đầu sau khi lắp ráp) hoặc quá lớn (ứng với lúc bạc
và trục bị mòn mạnh) Chính những giai đoạn làm việc này gây cho trục sự hao mòn
mạnh nhất.
Vận tốc trượt của trục với bạc khá lớn, có thể đạt từ 10 ~ 20m/s hoặc hơn nữa ở
những động cơ cao tốc, với vận tốc này cộng với khe hở khá nhỏ (khoảng 0,05 ~
0,1mm) sẽ phát sinh nhiệt độ cao do ma sát gây nên, nếu quá trình lưu động và làm
mát dầu không đảm bảo sẽ dễ dàng làm cháy dầu và gây bó kẹt bạc-trục.
Dầu bôi trơn là yếu tố rất quan trọng để đảm bảo sự làm việc an toàn, dài lâu cho
trục. Để đạt được điều này đòi hỏi dầu phải có những phẩm chất thích ứng với điều
kiện làm việc khắt khe, phải được làm mát và lọc sạch khỏi các tạp chất phát sinh
trong quá trình vận hành, phải được thay thế kịp thời khi dầu đã biến chất không còn
khả năng bôi trơn nữa; Những yêu cầu này phụ thuộc hoàn toàn vào việc lựa chọn dầu
cũng như chế độ chăm sóc thích hợp đối với hệ thống bôi trơn.
Sự mài mòn nhanh chóng hoặc các sự cố trục-bạc khi vận hành nhiều khi do người
sử dụng đã không tuân thủ các quy định nêu trên. Trong thực tế, tình trạng hư hỏng
trục khuỷu thường xảy ra như sau:
Từ kết quả nghiên cứu mòn tăng tốc cổ chính và cổ biên của động cơ D54 trên thiết
bị mô phỏng và chạy trên bệ thử cho thấy trục bị mòn không đều theo chu vi, với biên
dạng mòn khá phù hợp với quy luật của lực tác dụng như trên đã phân tích. Hình 1.15
thể hiện biên dạng mòn cổ biên sau các giai đoạn: chạy rà, chạy trên thiết bị phanh
trong phòng thí nghiệm và chạy với những chế độ tải khác nhau trên đường.
Biên dạng mòn cổ chính khi thử nghiệm mòn tăng tốc của các cổ chính thứ nhất,
thứ ba và thứ năm, sau khi chạy 68 giờ (đường a nhạt), sau khi chạy 90 giờ (đường b
đậm) thể hiện trên hình 1.16.
ĐT.06.11/NLSH

- 15 -

Hình 1.15. Biên dạng mòn cổ biên khi chạy với các chế độ tải
1. Chạy rà; 2. Chạy trên phanh; 3,4,5,6,7,8. Chạy với chế độ tải khác nhau


Hình 1.16. Biên dạng mòn cổ chính khi thử nghiệm tăng tốc
a. Sau khi chạy 68 giờ b. Sau khi chạy 90 giờ
1.1.4.2 Phương pháp đo mòn trục khuỷu
Dụng cụ đo mòn trục phổ biến là Panme có độ chính xác 0,01mm. Đối với trục
khuỷu, phải kiểm tra mòn của cổ chính và cổ biên. Nhằm tránh góc chuyển tiếp giữa
trục và má, chọn các tiết diện đo cách má khuỷu khoảng từ 5-10mm để kiểm tra lượng
mòn. Do cổ biên mòn nhiều nhất trên phương A-A nối tâm với cổ chính, nên thường
đo trên phương này.
Khi đo trên phương B-B vuông góc với phương A-A và lấy hiệu số của 2 kích
thước đo, sẽ xác định được độ méo; Hiệu số của 2 kích thước đo cùng phương, trên 2
tiết diện A-A và B-B cho ta độ côn cổ trục.
Đối với cổ chính, nên kiểm tra thêm kích thước ở các phương CD lệch 45° so với
phương nối tâm (Hình 1.17).
ĐT.06.11/NLSH

- 16 -


Hình 1.17. Đo mòn cổ trục khuỷu

1.1.5 Thiết bị kiểm tra mức độ mài mòn
1.1.5.1 Căn mẫu
Căn mẫu là một loại mẫu chuẩn về chiều dài, có độ chính xác cao, Dùng để truyền
kích thước từ độ dài chuẩn tới chi tiết cần kiểm tra.

Khi cần dùng căn để kiểm tra một kích thước nào đó trước hết ta căn cứ vào kích
thước cần kiểm tra để chọn các miếng căn.
Khi chọn các miếng căn mẫu để ghép với nhau thành kích thước cần thiết, cần đảm
bảo dùng số miếng căn có kích thước phần thập phân nhỏ nhất trở đi.
1.1.5.2 Panme đo ngoài
Panme là dụng cụ đo có công dụng đo ngoài dùng đo các kích thước : Chiều dài,
chiều rộng
Cấu tạo panme đo ngoài thể hiện trên hình 1.18. Thân 1 ghép chặt với đầu đo cố
định 2 và ống 3. Đầu bên phải của ống 3 có xẻ 3 rãnh và có ren trong để ăn khớp ren
với phần cuối của đầu động 4, bên ngoài có ren côn để vặn đai ốc 5 để điều chỉnh độ
hở giữa vít 4 và đai ốc 3.
Vít 4, một đầu là đầu đo động, một đầu lắp cố định với ống 6 bằng nắp 7
Trên ống 3 có khắc vạch Trên ống 3 có khắc vạch 1mm và 0,5 mm. Trên mặt côn 6
được chia ra 50 vạch bằng nhau. Bước ren của vít vi cấp 4 là 0,5mm. Vì vậy khi ống 6
dịch xoay đi 1 vạch (xoay 1/50 vòng) thì vít 4 tịnh tiến được một đoạn. Ta nói giá trị
mỗi vạch trên thước động (ống 6) là 0,01 mm.1mm và 0,5 mm. Trên mặt côn 6 được
chia ra 50 vạch bằng nhau. Bước ren của vít vi cấp 4 là 0,5mm. Vì vậy khi ống 6 dịch
xoay đi 1 vạch (xoay 1/50 vòng) thì vít 4 tịnh tiến đựợc một đoạn. Ta nói giá trị mỗi
vạch trên thước động (ống 6) là 0,01 mm.
ĐT.06.11/NLSH

- 17 -


Hình 1.18. Cấu tạo panme đo ngoài

1.1.5.3 Đồng hồ so
Đồng hồ so được dùng nhiều nhất trong việc kiểm tra sai lệch hình dạng hình học
của chi tiết gia công như độ cong, độ côn, độ ôvan v.v… đồng thời có thể kiểm tra vị
trí tương đối giữa các chi tiết lắp ghép với nhau hoặc giữa các mặt trên chi tiết như độ

song song, độ vuông góc, độ đảo, độ không đồng trục,…
Đồng hồ so còn được dùng trong việc kiểm tra hàng loạt khi kiểm tra kích thước chi
tiết bằng phương pháp so sánh.
Đồng hồ so được cấu tạo theo nguyên tắc chuyển động của thanh răng và bánh răng,
trong đó chuyển động lên xuống của thanh đo được truyền qua hệ thống bánh răng làm
quay kim đồng hồ ở trên mặt số. Hệ thống truyền động của đồng hồ so được đặt trong
thân 1, nắp 2 có thể quay được cùng với mặt số lớn 4 để điều chỉnh vị trí mặt số khi
cần thiết (Hình 1.19).
Mặt số lớn của đồng hồ chia ra 100 vạch ; thường giá trị mỗi vạch bằng 0,01 mm
nghĩa là khi thanh đo 9 dịch chuyển lên xuống một đoạn 0,01 mm thì kim lớn 3 quay
đi một vạch. Khi kim 3 quay hết một vòng (100 vạch ) thì thanh đo 9 di chuyển một
đoạn L = 0,01 100 = 1 mm lúc đó kim nhỏ 6 trên mặt số 7 quay đi một vạch. Giá trị
mỗi vạch trên vạch số nhỏ là 1mm. Thanh đo 9 có lắp đầu đo 10, nó xuyên qua thân
đồng hồ và dịch chuyển lên xuống trong ống 8.
ĐT.06.11/NLSH

- 18 -


Hình 1.19. Đồng hồ so
1:Vỏ bảo vệ, 2: Mặt kính bảo vệ, 3: Kim đồng hồ lớn, 4: Mặt số đồng hồ lớn,
5: Núm điều chỉnh, 6: Kim đồng hồ nhỏ, 7: Mặt số đồng hồ nhỏ,
8: ống trượt, 9: Thanh đo, 10: Đầu đo

1.2 Tổng quan về dầu bôi trơn cho động cơ
Nói đến dầu bôi trơn, người ta thường hay nghĩ ngay đến dầu nhờn dùng cho động
cơ và dầu bôi trơn dùng cho hệ truyền động. Cả hai loại dầu bôi trơn này cùng có
nhiều vấn đề phức tạp, đòi hỏi tính năng đa dạng.
Dầu bôi trơn nói chung thường có chất lỏng cơ bản, chiếm tỷ lệ chính trong dầu bôi
trơn. Nguồn gốc của chất lỏng cơ sở này thường là dầu khoáng bổ xung thêm các chất

phụ gia để dầu có được các đặc tính như mong muốn. Chất lỏng cơ sở có được từ hai
nguồn chính: một là, sản phẩm thu được từ dầu thô, hai là chất tổng hợp từ các hợp
chất có các tính chất mà dầu bôi trơn cần có.
1.2.1 Dầu khoáng
Nguyên tắc chung của sản xuất dầu bôi trơn liên quan đến các bước cải thiện một số
đặc tính dầu bôi trơn như:
- Chỉ số độ nhớt.
- Chống oxy hóa.
- Làm dầu có tính lỏng ở nhiệt độ thấp, tăng cường khả năng chống oxy hóa và
bền nhiệt.
1.2.2 Dầu tổng hợp
Bắt đầu từ dầu thô, quá trình đặc trưng để sản xuất dầu bôi trơn là:
- Tách các thành phần nhẹ hơn như: xăng, dầu máy bay, dầu diesel,…
- Loại bỏ các tạp chất.
ĐT.06.11/NLSH

- 19 -

- Bổ xung các chất để trơn khác là tạo ra dầu bôi trơn từ các phản ứng hóa học
tạo ra các phân tử có trọng lượng lớn hơn với các tính năng đó được dự kiến
trước.
* Dầu tổng hợp có một số ưu điểm so với dầu khoáng:
- Có tính lỏng ở nhiệt độ rất thấp.
- Độ nhớt lớn, tính oxy hóa cao.
- Nhiệt độ bắt lửa và cháy cao.
- Khả năng bảo vệ bề mặt chống oxy hóa cao.
* Nhược điểm: giá thành cao hơn dầu khoáng.
Dầu bôi trơn tổng hợp được dùng nhiều trong ngành công nghiệp hàng không.
1.2.3 Chất phụ gia trong dầu bôi trơn
Dầu nhờn thương mại là sản phẩm cuối cùng, pha trộn từ hai thành phần chính.

Thành phần thứ nhất là dầu gốc, được các hãng sản xuất từ dầu mỏ thiên nhiên hoặc
tổng hợp. Dầu gốc chứa các phân tử hydrocarbon nặng và có các tính chất hóa lý
tương tự như dầu thành phẩm. Tuy nhiên, người ta không thể sử dụng ngay loại dầu
này bởi tính chất hóa lý của nó chưa đáp ứng yêu cầu bảo vệ động cơ. Để cải thiện các
tính chất đó, các hãng phải pha trộn thêm thành phần thứ hai là các chất phụ gia.
1.2.3.1 Phụ gia tăng chỉ số nhớt
Phụ gia được sử dụng để làm tăng chỉ số số nhớt là các polymer tan được trong dầu
có tác dụng tăng độ nhớt của dầu mỏ, nghĩa là làm cho tốc độ thay đổi độ nhớt của dầu
theo nhiệt độ giảm đi (tăng chỉ số độ nhớt) cũng như để tạo ra các loại dầu mùa đông.
Các phụ gia này được chia làm hai nhóm: dạng hydrocacbon và dạng este.
- Dạng hydrocacbon có các loại: copolymer etylenPropylen, polyizobutylen,
copolymer styren- butadien do hydro hóa, copolymer styren-izopren.
- Dạng ester gồm: polymetacrylat, polyacrylat và các copoly của ester
styrenmaleic.
Các chất cải thiện chỉ số độ nhớt được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là các polymer
của etylen-propylen (có thể lớn đến 10%) và polyizobutylen (hàm lượng nhỏ 0,2 -
0,5%).
1.2.3.2 Phụ gia chống oxy hóa
Phụ gia này nhằm mục đích làm chậm quá trình oxy hóa của dầu (tăng độ bền ôxy
hóa), khắc phục hiện tượng chảy vùng găng, giảm bớt hiện tượng ăn mòn chi tiết và
tạo cặn. Có hai nhóm phụ gia chống oxy hóa:
- Phụ gia kìm hãm quá trình oxy hóa dầu ở một lớp dày ngay trong khối dầu:
nhóm này quan trọng nhất là chất ức chế ôxy hóa, đó là các hợp chất có chứa nhóm
phenol hay nhóm amin, cũng có thể chứa 2 nhóm đồng thời như các phenol có chứa
ĐT.06.11/NLSH

- 20 -

nitơ hoặc lưu huỳnh, các kẽm di-ankyl di-thiophotphat (ZnDDP), các hợp chất của
phốt pho, lưu huỳnh… Các chất ức chế này có nồng độ thấp, khoảng 0,005 đến 0,5 %.

- Phụ gia kìm hãm quá trình oxy hóa dầu ở lớp mỏng trên bề mặt kim loại, đó là
các chất thơm nhiệt, được pha với tỷ lệ 0,5 – 3%, chúng sẽ làm chậm quá trình oxy
hóa dầu ở lớp mỏng trên chi tiết động cơ ở nhiệt độ tương đối cao, ngoài ra còn có tác
dụng bảo vệ, chống rỉ cho ổ đỡ. Các chất thơm nhiệt được dùng là các hợp chất hữu cơ
có chứa phốt pho, lưu huỳnh, kẽm (tri-butylaphotphit, ditiophotphat kẽm…).
Các loại chất thơm nhiệt dường như là chất thơm quan trọng nhất vì khi động cơ
ngừng hoạt động là lúc dầu ngừng tuần hoàn và khi đó chất thơm tẩy rửa cũng ngừng
hoạt động còn chất thơm nhiệt thì ngược lại, sẽ hoạt động mạnh hơn, nó không cho lớp
dầu mỏng trên các chi tiết chưa nguội có khả năng biến thành sạn.
1.2.3.3 Phụ gia tẩy rửa
Với nồng độ 2-10%, các chất tẩy rửa có thể ngăn cản, loại trừ các cặn không tan
trong dầu, cặn sạn, cacbon và các hợp chất chỉ trên các bộ phận của động cơ đốt trong.
Chúng tác dụng bằng cách hấp thụ lên các hạt không tan, giữ chúng lại trong dầu
nhằm giảm tối thiểu cặn lắng và giữ sạch các chi tiết của động cơ. Tác nhân quan trọng
nhất có tính tẩy rửa là các phụ gia có chứa kim loại, chúng bao gồm: sunphonat,
phenolat, salixylat. Phần lớn sunphonat, phenolat và salixilat của canxi hoặc magiê
được sử dụng như các chất tẩy rửa chứa kim loại.
1.2.3.4 Phụ gia phân tán
Dùng để ngăn ngừa, làm chậm quá trình tạo cặn và lắng đọng trong điều kiện hoạt
động ở nhiệt độ thấp. Các phụ gia phân tán quan trọng nhất bao gồm: ankenyl-poly-
amin-suxinimit, ankylhydrobenzyl-polyamin, este-polyhydroxy-suxinic, poly-
minamitimidazolin, polyamine suxinimit, ester-photpholat. Như vậy các chất phân tán
được sử dụng đều có chứa các nhóm chức như amin, imít, amít hoặc các nhóm
hydroxyl-ester nên các polymer như poly metacrylat cũng cho khả năng phân tán. Mặt
khác, do chúng có tính nhớt (chất tăng chỉ số độ nhớt) nên chúng được sử dụng như
các phụ gia phân tán nhiều tác dụng. Lượng chất phân tán được sử dụng nói chung phụ
thuộc vào lượng chất rắn cần phải phân tán trong dầu và thường là chiếm từ 0,1 đến
2%. Các dầu bôi trơn cacte chất lượng hàng đầu hiện nay có chứa tới 8% các phụ gia
phân tán không tro. Hiệu quả của các chất phân tán là kết quả của sự tác động qua lại
đặc biệt giữa tác nhân được chặn và chất phân tán.

1.2.3.5 Phụ gia ức chế ăn mòn
Là phụ gia có chức năng làm giảm thiểu việc tạo thành các peoxit hữu cơ, axit và
các thành phần ôxy hóa khác làm xuống cấp dầu động cơ, bảo vệ ổ đỡ và các bề mặt
khác nhau khỏi ăn mòn. Có thể nói chất ức chế ăn mòn bổ sung trong thực tế có tác
dụng như các chất chống ôxy hóa. Các phụ gia này bao gồm: di-thiophotphat kim loại
ĐT.06.11/NLSH

- 21 -

(đặc biệt là kẽm); sunphonat kim loại và kim loại kiềm cao; và các tác nhân hoạt động
bề mặt như các axit béo, amin, axit ankylsuxinic, clo hóa parafin…
1.2.3.6 Phụ gia ức chế gỉ
Nếu như động cơ làm việc không có thời gian ngừng lâu thì dầu nhờn làm chức
năng chống gỉ tương đối tốt vì khi động cơ ngừng trong thời gian ngắn thì dầu chưa
kịp chảy hết khỏi các chi tiết. Nhưng nếu động cơ ngừng lâu hoặc bảo quản lâu ngày
thì xylanh, cổ trục khuỷu và các chi tiết đánh bóng hoặc mài sẽ bị gỉ. Gỉ là sự hình
thành sắt hydroxit Fe(OH)
2
, là một dạng đặc biệt quan trọng của ăn mòn trờn mặt. Có
nhiều hợp chất được dùng để ức chế rỉ như: các axit béo, este của axit napteic và axit
béo, các amin hữu cơ, các xà phòng kim loại của axit béo… thường pha vào dầu với tỷ
lệ 0,1-1%.
1.2.3.7 Phụ gia chống mài mòn
Mài mòn là sự tổn thất kim loại giữa các bề mặt chuyển động tương đối với nhau.
Yếu tố chính gây mài mòn là do sự tiếp xúc giữa kim loại và kim loại (mài mòn dính).
Sự có mặt của các hạt mài (mài mòn hạt) gây ra mài mòn là do ăn mòn hay mài mòn
hóa học. Để chống lại sự mài mòn, cần thiết phải cho vào các phụ gia chống mài mòn
gồm các nhóm hóa chất có chứa hợp chất phốtpho, hợp chất lưu huỳnh, các dẫn xuất
béo có khả năng bám dính trên bề mặt kim loại nhằm giảm bớt sự cọ sát, tỏa nhiệt
trong quá trình làm việc. Phụ gia chống mài mòn thường có hàm lượng khoảng 0,01%.

1.2.3.8 Phụ gia biến tính, giảm ma sát
Phụ gia biến tính, giảm ma sát (FM) có chức năng làm tăng độ bền của màng dầu,
giữ bề mặt kim loại tách rời nhau, ngăn không cho lớp dầu bị phá hoại trong điều kiện
tải trọng lớn và nhiệt độ cao. Phụ gia FM được sử dụng khi cần tạo ra chuyển động
trượt mà không có rung động và khi cần có hệ số ma sát nhỏ nhất. Phụ gia FM bao
gồm nhiều loại hợp chất chứa ôxy, nitơ, lưu huỳnh, molipden, đồng và các nguyên tố
khác. Các phụ gia này làm tăng độ bền của màng dầu chủ yếu do hiện tượng hấp phụ
vật lý, nhờ đó làm giảm ma sát. Phụ gia này thường được pha với tỷ lệ 0,1 – 0,3 %.
1.2.3.9 Phụ gia hạ điểm đông đặc
Ở nhiệt độ thấp thì khả năng lưu động của dầu sẽ giảm, vì vậy cần pha các phụ gia
hạ điểm đông đặc nhằm hạ thấp nhiệt độ đông đặc của dầu. Cần cho thêm một ít
parafin có lượng O.R.azolin không quá 1%.
1.2.3.10 Phụ gia ức chế tạo bọt
Bọt do không khí trộn mạnh vào dầu nhờn ảnh hưởng xấu tới tính chất bôi trơn. Để
tránh hoặc giảm sự tạo bọt người ta sử dụng các loại phụ gia chống bọt. Đó là hợp chất
silicon và hydro có khả năng làm tan sủi bọt nhưng tỷ lệ này rất nhỏ: 0,001-0,004%.
ĐT.06.11/NLSH

- 22 -

Phụ gia cho dầu nhờn bôi trơn là một hợp phần của công nghệ chất bôi trơn hiện đại,
đặc biệt là đối với dầu động cơ.

ĐT.06.11/NLSH

- 23 -

2. THIẾT BỊ THỬ NGHIỆM
2.1 Băng thử xe máy CD 20”
Băng thử xe máy CD20” (Chassis Dynamometer 20”) do hãng AVL cung cấp (Hình

2.1) có chức năng để thử nghiệm công nhận kiểu và kiểm tra các tính năng kỹ thuật
của xe máy trong phòng thử nghiệm.

Hình 2.1. Băng thử xe máy CD 20”
Các chức năng chính của băng thử như sau:
- Xác định tốc độ của xe
- Xác định lực do bánh xe tác dụng tại bề mặt con lăn
- Xác định gia tốc và công suất của xe
- Mô hình hóa tải trọng trên đường trên băng thử
Các thông số chính của băng thử:
- Vận tốc lớn nhất của quá trình thử là 160 km/h
- Khối lượng quán tính mô phỏng lớn nhất là 80 đến 350 kg
- Gia tốc lớn nhất trong quá trình mô phỏng: 3,7 m/s
2

- Lực kéo mô phỏng: 1000 N
- Dung sai của tốc độ thực được xác định là: 0 ÷ 2 km/h < 0,1%
2 – 30 km/h < 0,01%
30 – 200 km/h < 0,001%
ĐT.06.11/NLSH

- 24 -

2.2 Băng thử thủy lực Didacta
Băng thử Didacta T101D (Hình 2.2) là băng thử động cơ kiểu thủy lực do Italia chế
tạo. Thông số kỹ thuật của băng thử như sau:
- Số vòng quay cực đại: n
b
= 6000 vòng/phút (đo thông qua cảm biến tốc độ kiểu
điện từ)

- Công suất lớn nhất băng đo được: N
eb
= 80 ml (đo thông qua cảm biến momen
và cảm biến tốc độ).









Hình 3.2. Thử nghiệm bền động cơ trên băng thử DIDACTA

2.2.1 Phanh thuỷ lực T101D
T101D thuộc dạng phanh thuỷ lực kiểu chốt (Hình 2.3). Rô to gồm 7 cánh nối với
trục khuỷu động cơ thông qua khớp nối, ly hợp Stato gồm 13 cánh tĩnh được đúc liền
với thân băng nhằm tạo ra các khoang. Phanh hãm thuỷ lực làm việc theo nguyên tắc
dùng tính chất ma sát của nước giữa rôto và stato, nhằm tạo ra lực cản giữa rôto và
stato để đo công suất động cơ.

Hình 2.3. Cụm phanh thủy lực