Tính toán và kiểm ngiệm hệ thống bôi trơn động cơ D6AC trên xe huyn dai HD320

Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
LỜI NÓI ĐẦU
Trong giai đoạn hiện nay ngành giao thông vận tải đang trên đà phát triển
mạnh mẽ, hoà nhập cùng với tốc độ phát triển sự nghiệp cơng nghiệp hố, hiện đại
hố đất nước, đáp ứng nhu cầu về phương tiện đi lại và vận chuyển hàng hoá, phục
vụ đời sống sinh hoạt của xã hội.
Xe HYUNDAI là loại xe do Hàn Quốc sản xuất và được sử dụng rất phổ
biến ở nước ta hiện nay. Đó là loại xe có nhiều chủng loại dùng để chở hàng được
thiết kế và chế tạo khá hồn thiện về mỹ thuật cũng như tính năng hoạt động. Xe có
động cơ hiệu suất, độ bền và độ tin cậy cao, kết cấu cứng vững, gồm nhiều thiết bị
đảm bảo an toàn cho người sử dụng trong các điều kiện đường sá khác nhau.
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.
Tuy nhiên, con đường phát triển đi lên của ngành động cơ đốt trong nói
chung và ngành cơng nghiệp ơtơ nói riêng của các nước rất khác nhau. Tuỳ thuộc
chủ yếu vào năng lực của ngành cơ khí và mức độ cơng 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, hê
thống làm mát...., mỗi hệ thống đều có tầm quan trọng nhất định. Hệ thống bơi 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 tính tốn và kiểm nghiệm hệ
thống bôi trơn trên động cơ ôtô là một trong những đề tài đã nói trên. Được sự giúp
đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn NGUYỄN VÕ ĐẠO em đã hồn thành đề tài
này.
Do kiến thức cịn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo ít
nên đồ án tốt nghiệp khơng tránh khỏi những thiếu sót những vấn đề cịn sơ sài.
Kính mong được quý thầy cô chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin gởi đến thầy giáo hướng dẫn và quý thầy cô giáo trong bộ

môn sự biết ơn chân thành nhất.

Đà Nẵng, Ngày 15 Tháng 6 Năm 2012

SVTH : TỪ VĂN NHÂN

1


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
1.1. MỤC ĐÍCH- Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI.
1.1. Ý NGHĨA KINH TẾ.
Ngày nay, động cơ đốt trong đã phát triển rộng khắp trên mọi lĩnh vực: Giao
thông vận tải (đường bộ, đường sắt, đường thuỷ, hàng khơng ...), nơng nghiệp, cơng
nghiệp, xây dựng, quốc phịng...
Ngồi việc được sử dụng song hành với các loại động cơ nhiệt khác trong
một số lĩnh vực, cho đến nay động cơ đốt trong là động lực duy nhất được sử dụng.
Tổng công suất do động cơ đốt trong tạo ra chiếm khoảng 90% công suất thiết bị
động lực do mọi nguồn năng lượng tạo ra (bao gồm: Nhiệt năng, thuỷ năng, năng
lượng nguyên tử, năng lượng mặt trời...). Động cơ đốt trong gồm có : Động cơ đốt
trong piston, tuabin khí và động cơ phản lực. Trong đó, động cơ đốt trong loại
piston có hiệu suất cao nhất trong các loại động cơ đốt trong, chiếm số lượng lớn
nhất và được sử dụng rộng rãi nhất. Vì thế, thuật ngữ “động cơ đốt trong” cịn có ý
dùng ngắn ngọn để chỉ động cơ đốt trong loại piston, ngoài ý chỉ tổng quát về động
cơ đốt trong.
Vì tất cả các nghành kinh tế của nước ta hiện nay đều phụ thuộc vào động cơ
đốt trong, nên ngành công nghiệp chế tạo động cơ đốt trong được coi là bộ phần tất
yếu của nghành cơ khí và nền kinh tế quốc dân của mỗi nước.
Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, người ta phân ra trong động cơ đốt trong
làm nhiều hệ thống như: Hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát, hệ thống nhiên liệu...

mỗi hệ thống đều có tầm quan trọng nhất định. Trong đó, hệ thống bơi trơn là một
trong những hệ thống chính của động cơ đốt trong.
1.2. Ý NGHĨA VỀ KỸ THUẬT.
Động cơ đốt trong là một thiết bị cơ khí khá phức tạp. Bên trong động cơ
thực hiện các quá trình khác nhau : biến đổi hóa học, nhiệt động học, các q trình
cơ khí và điện khí. Các chi tiết và cơ cấu hoạt động của động cơ luôn hoạt động liên
tục và va đập với một áp lực nhất định, sẽ làm cho các chi tiết bị hao mòn và dể hư
hỏng. Nên việc bôi trơn cho động cơ là việc hết sức quan trọng và không thể thiếu
trên động cơ đốt trong.
Trong q trình học tập các mơn học chun ngành về động cơ đốt trong, đồ
án tốt nghiệp với đề tài tính tốn và thiết kế, mà cụ thể là thiết kế một hệ thống bất
kỳ của động cơ đốt trong 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 . Ngoài ra, việc khảo sát này cịn giúp cho sinh viên có thêm kinh
nghiệm, biết hướng để đi sâu tìm hiểu một hệ thống bất kỳ trong động cơ đốt trong

2


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
và thêm nhiều kinh nghiệm sau khi ra trường. Do vậy, đề tài tính tốn và thiết kế hệ
thống bôi trơn là một trong những đề tài đã nói trên.
2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ D6AC LẮP TRÊN XE HYUNDAI
HD320.
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG.
Xe Hyundai có cơng thức lốp 84 là loại dùng chở hàng hoá hạng nặng,chủ yếu
chạy đường xa vận chuyển hàng hoá giữa các thành phố vùng quê... .
Xe lắp động cơ D6AC có hiệu suất cao, cơng suất cực đại 340[hP] ở số vịng
quay 2200[vg/ph], tiêu hao nhiên liệu lớn 37lít/100km ở tốc độ 90[km/h].
Xe được sản xuất tại Hàn Quốc có kết cấu cứng vững, độ bền và độ tin cậy cao,

đầy đủ tiện nghi cho người sử dụng đảm bảo an tồn, kết cấu và hình dáng bên
ngồi và nội thất có tính mỹ thuật tương đối cao. Được nhập và sử dụng phổ biến ở
Việt Nam trong những năm gần đây.
2.2. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ D6AC.
Bảng 2-1. Bảng thông số kỹ thuật của động cơ
Thông số
Số kỳ 
Số xilanh
Thứ tự làm việc

Đơn vị

Giá trị
4
6 xilanh xếp thẳng hàng
1-5-3-6-2-4
130140

[mm]

Dung tích xilanh

1858

[cm3]

Tổng dung tích

11149

[cm3]

Đường kính  hành trình

Kiểu buồng cháy

Buồng cháy thống nhất

Tỷ số nén

15.5

Cơng suất

340/2200

Mơ men có ích lớn nhất

148/1200

Góc phun sớm

(hp/RPM)
(KG.M/RPM)

15o trước điểm chết trên

Góc phân phối khí:
- Góc mở sớm xu páp nạp

1 = 10 0

- Góc đóng muộn xu páp nạp

2 = 460

- Góc mở sớm xu páp thải

3 = 560

- Góc đóng muộn xu páp thải

4 = 10 0

2.3. CƠ CẤU KHUỶU TRỤC -THANH TRUYỀN –PISTON.
2.3.1. Trục khuỷu.
3


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
Trục khuỷu của động cơ D6AC được chế tạo gồm một khối liền, vật liệu chế tạo
bằng thép, các bề mặt gia công đạt độ bóng cao.
Thứ tự làm việc các xi lanh 1-5-3-6-2-4.
Đường kính cổ trục khuỷu: 102 mm.
Khe hở làm việc 0,005 mm.
2

1

3

4

Hình 2-1. Kết cấu trục khuỷu.
1- Đầu trục khuỷu để lắp bánh răng lai các cơ cấu; 2- Cổ biên; 3- Phần đuôi trục
khuỷu để lắp bánh đà; 4- Cổ trục khuỷu.
2.3.2. Thanh truyền
Thanh truyền là chi tiết nối pittông với trục khuỷu hoặc guốc trượt của các
pittông (trong động cơ tỉnh tải tốc độ thấp). Nó có tác dụng truyền lực tác dụng trên
pittông xuống trục khuỷu, để làm quay trục khuỷu. Khi động cơ làm việc thanh
truyền chịu tác dụng của các lực sau. Lực khí thể trong xilanh, lực qn tính chuyển
động tịnh tiến của nhóm pittơng, lực qn tính của thanh truyền. Đó là phần nói
chung của phần thanh truyền trong động cơ đốt trong còn với động cơ của xe
Hyunđai nói riêng cụ thể như sau.
Thanh truyền của động cơ D6AC được chế tạo bằng thép cácbon và thép hợp
kim cácbon được dùng rất nhiều vì giá thành rẻ dễ gia cơng, đặc biệt gồm có các
thành phần như Mn, Ni,Vônphram, ... Tiết diện của thanh truyền có dạng chữ I, trên
đầu to thanh truyền có khoan lỗ dầu để bôi trơn xilanh, bạc đầu to thanh truyền chế
tạo hai nửa lắp ghép lại với nhau nắp đầu to thanh truyền lắp với thanh truyền nhờ
hai bu lơng. Đường kính của chốt khuỷu lắp đầu to thanh truyền: 84 mm.

4

Hình 2-2. Kết cấu thanh truyền
1-Thân thanh truyền; 2-Bu lông thanh truyền; 3-Nắp đầu to;
4-Đầu nhỏ thanh truyền

4

Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
2.3.3. Piston
Trong quá trình làm việc của động cơ, piston chịu lực rất lớn, nhiệt độ rất cao
và ma sát mài mòn lớn, lực tác dụng và nhiệt độ cao do khí thể và lực quán tính sinh
ra gây nên ứng suất cơ học và ứng suất nhiệt trong piston, còn mài mòn là do thiếu
dầu bôi trơn mặt ma sát của piston với xilanh khi chịu lực. Piston có nhiệm vụ quan
trọng như sau:
Đảm bảo bao kín buồng cháy, giữ khơng cho khí cháy trong buồng cháy lọt
xuống các te và ngăn không cho dầu nhờn từ hộp trục khuỷu súc lên buồng cháy.
Tiếp nhận lực khí thể và truyền lực ấy cho thanh truyền để làm quay trục khuỷu nén
khí trong q trình nén, đẩy khí thải ra khỏi xilanh trong q trình thải và hút khí
nạp mới vào buồng cháy trong quá trình nạp.

1
2
3

5
4

6

Hình 2-3. Kết cấu piston.
1- Xecmăng lửa; 2- Xecmăng khí; 3- Xecmăng dầu; 4- Vịng chặn chốt piston;
5- Chốt piston; 6- Piston.
Piston của động cơ D6AC được chế tạo bằng hợp kim nhôm. Do điều kiện làm
việc của piston như trên, nên vật liệu dùng để chế tạo piston có độ bền cao, phải
đảm bảo các yêu cầu sau:
Có sức bền lớn ở nhiệt độ cao và khi tải trọng thay đổi, có trọng lượng riêng
nhỏ, hệ số giãn nở nhỏ, hệ số dẫn nhiệt lớn, chịu mòn tốt trong điều kiện bôi trơn

kém và nhiệt độ cao, chống được sự mài mịn hố học của khí cháy.
Vật liệu chế tạo piston thường dùng hiện nay là gang và hợp kim nhẹ, thép được
ít dùng để chế tạo piston,
Trên piston được bố trí 2 xéc măng khí và một séc măng dầu.
Trên piston được khoét rãnh để lắp séc măng: chiều cao rãnh để lắp séc măng
khí 4 mm, chiều cao rãnh để lắp séc măng dầu là 5 mm.
Đỉnh piston có dạng đỉnh lõm.
Đường kính của piston: 130 [mm].
5


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
2.4. CƠ CẤU PHỐI KHÍ.
Cơ cấu phân phối khí dùng để thực hiện q trình thay đổi khí: Thải sạch khí thải
khỏi xilanh và nạp đầy khơng khí mới vào xilanh để động cơ làm việc được liên tục.
Động cơ D6AC dùng cơ cấu phân phối khí dùng xupáp treo, Với cách bố trí như
vậy nên buồng cháy rất gọn, diện tích mặt truyền nhiệt nhỏ vì vậy giảm được tổn
thất nhiệt. Cơ cấu xupáp treo cịn làm cho dạng đường nạp thải thanh thốt hơn,
khiến sức cản khí động giảm nhỏ do đó tăng tiết diện lưu thơng của dịng khí.
Cơ cấu phối khí kiểu một trục cam đặt ở thân máy, có đũa đẩy và cò mổ.
Bộ dẫn động dây đai truyền chuyển động từ bánh đai trục khuỷu qua dây đai lên
bánh đai trục cam. Kết hợp với bánh đai của bơm nước để làm cơ cấu căng đai.
Trục cam có năm cổ trục lắp thẳng vào ổ đỡ trên thân máy. Đầu trục cam có lắp
bánh đai để dẫn động trục cam
7

6

8

5

9
10

4

11

3

12

2

1

13

14

Hình 2-4. Sơ đồ dẫn động cơ cấu phối khí.
1- Con đội; 2- Nắp; 3-Đũa đẩy; 4-Vít điều chỉnh; 5- Bulơng; 6 -Nắp đậy; 7Cị mổ; 8 - Móng hãm xu páp; 9 - Đ ĩa lò xo; 10-Lò xo; 11 - Ống dẫn hướng xupáp;
12- Lỗ lắp vòi phun; 13 - xupap nạp; 14 - xupap thải
Xupap nạp và xupap thải được dẫn động từ cò mổ, trục cam được dẫn động từ trục
khuỷu.
Đường kính của thân xupap : 8 mm.
Khe hở giữa ống dẫn hướng và thân xupap: 0,08 mm

6

Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
Có turbo tăng áp kiểu hướng kính
+ Sơ đồ dẫn động trục cam:

4
3
2
5
1

Hình 2-5. Sơ đồ dẫn động cam.
1- Bánh răng trục khuỷu, 2- Bánh răng dẫn động bơm nước, 3- Dây đai,
4- Bánh răng dẫn động trục cam, 5-Cơ cấu căng đai
2.5. HỆ THỐNG LÀM MÁT.
Động cơ D6AC có hệ thống làm mát bằng nước kiểu một vịng kín, tuần
hồn cưỡng bức. Hệ thống làm mát động cơ D6AC có nhiệm vụ thực hiện qua trình
truyền nhiệt từ khí cháy qua thành buồng cháy đến môi chất làm mát để đảm bảo
cho nhiệt độ các chi tiết khơng q nóng và khơng q nguội.
Hệ thống bao gồm: áo nước xy lanh, nắp máy, két nước, bơm nước, van
hằng nhiệt, quạt gió và các đường ống dẫn nước. Hệ thống làm mát được sử dụng
nước nguyên chất, có pha chất phụ gia chống gỉ.
- Két làm mát được lắp trên đầu xe, két làm mát có đường nước vào từ van
hằng nhiệt và có đường nước ra đến bơm. Trên két nước có các dàn ống dẫn gắn các
cánh tản nhiệt.
-Bơm nước kiểu ly tâm được dẫn động bằng dây đai từ trục khuỷu.
- Quạt gió được dẫn động bằng dây đai..
- Van hằng nhiệt đóng khi nhiệt độ nhỏ hơn 82OC và bắt đầu mở ở nhiệt độ 85OC.
- Nước tuần hoàn nhờ bơm ly tâm 10 qua ống phân phối vào các khoang của các

xi lanh. Nước làm mát từ thân động cơ lên nắp xi lanh qua các ống 3 đến van hằng nhiệt
2. Nước từ đây được chia ra làm hai dòng: tới két làm mát và tới bơm. Sự phân chia lưu
lượng phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát

7


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
3

5

4

6

7
8

2

9
1

10

11

Hình 2-6. Sơ đồ hệ thống làm mát của động cơ D6AC.
1- Két làm mát nước; 2- Van hằng nhiệt; 3- Ống dẫn khơng khí; 4- Ống dẫn

nước làm mát; 5-Nắp đậy; 6- Cảm biến mức nước; 7- Thùng chứa; 8- Ống
dẫn nước ra; 9- Làm mát dầu; 10- Bơm nước; 11- Quạt gió.
2.5.1. Két làm mát nước động cơ D6AC:
+ Công dụng và yêu cầu:
Két làm mát nước dùng để hạ nhiệt độ của nước từ các thiết bị cần làm mát rồi
đưa trở lại làm mát chúng. Hệ thống các ngăn két làm mát của động cơ D6AC được
bố trí nằm ở đầu xe HYUNDAI. Được lắp và bắt chặt trong một khung sắt, đầu là
két làm mát nước, đến quạt gió, kế tiếp là động cơ…Cách bố trí như thế nó có ưu
điếm là gọn và tận dụng được khơng khí cản khi xe chạy tiến, và chính nhờ bố trí
quạt hút khơng khí ở phía sau két làm mát nước nên lượng khơng khí mát đi qua két
rất mạnh đồng thời bản thân két làm mát nước có cấu tạo là ống dẫn nước và các lá
tản nhiệt, cho nên hiệu quả làm mát tương đối nhanh.
+ Các thông số cơ bản của két làm mát nước:
- Chiều dài làm việc của ống:
l = 800 mm.
- Chiều rộng của ngăn két:
a = 140 mm.
- Chiều dày của ngăn két:
b = 130 mm.
- Số ống của ngăn:
n = 68 ống.
- Số dãy ống:
6 dãy.
- Cách sắp xếp ống:
so le.
- Kích thước ngồi của ống:
14×1,6 mm.
- Chiều dày thành ống:
0,2
mm.

- Số cách tản nhiệt:
k = 260 mm.
- Chiều dày cách tản nhiệt:
δ = 0,12 mm.

8


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
- Ống dẫn nước trong két là: loại ống dẹt.
- Các cánh tản nhiệt: kiểu gấp nếp.
+ Cấu tạo và nguyên lý làm viêc của két làm mát:
- Cấu tạo: két làm mát nước gồm có ba phần chính: ngăn trên, ngăn dưới, giàn ống
truyền nhiệt và cánh tản nhiệt.
1

Hình 2-7. Sơ đồ kết cấu két làm mát của động cơ D6AC.
Ngăn trên chứa nước nóng, ngăn dưới chứa nước nguội và giàn ống truyền
nhiệt nối ngăn trên với ngăn dưới. Ống dẫn nước trong két là loại ống dẹt, cắm
trong các lá tản nhiệt đặt nằm ngang, loại ống này có sức cản khơng khí nhỏ, diện
tích tản nhiệt lớn. Đường nước lớn nên ít bị tắc do cặn bả trong nước động lại. Tuy
nhiên loại này khơng bền vì nhiều mối hàn và khó sửa chửa.Các lá tản nhiệt đặt nằm
ngang nên tăng thêm độ cứng vững của két và tăng thêm bề mặt tản nhiệt.
Hiệu suất làm việc của két làm mát phụ thuộc vào tốc độ lưu động của dịng mơi
chất:
- Dịng mơi chất là nước làm mát lưu động trong giàn ống từ ngăn trên xuống
ngăn dưới. Mức độ lưu động tuỳ thuộc vào khả năng làm việc của bơm nước.
- Dịng mơi chất là khơng khí lưu động từ phía trước đầu xe, qua hệ thống cửa
chớp rồi đi đến các khe hở của ngăn két làm mát, được quạt gió hút khơng khí vào
để làm mát nước nóng, mang lại hiệu quả làm mát cao hơn.

+ Nguyên lý làm việc của két làm mát nước:
Két làm mát dùng để hạ nhiệt độ của nước làm mát đến từ các bộ phận cần
làm mát rồi nước đưa vào lại để làm mát các bộ phận đó. Khi nước làm mát cho
động cơ ở nhiệt độ vựơt quá trên 82 0 thì van hằng nhiệt đóng cửa thơng về bơm,
mở cửa thông về két nước để làm mát nước. Nước được chảy theo ống dẫn và nhờ

9


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
các cánh tản nhiệt và quạt gió hút khơng khí đi qua két nên nước nóng được làm
nguội tương đối nhanh.
2.5.2. Kết cấu bơm nước động cơ D6AC:
Bơm nước của động cơ D6AC là loại bơm ly tâm .
+ Công dụng và yêu cầu:
Bơm nước trong hệ thống làm mát có nhiệm vụ cung cấp nước cho hệ thống làm
mát với lưu lượng và áp suất nhất định, theo tuần hồn kín với lượng nước tồn cả
hệ thống là 42 lít.
+ Các thơng số kỷ thuật cơ bản của bơm nước :
- Công suất của bơm nước : 6(kw).
- Số vòng quay:
2340 vg/ph.
- Cột áp:
20 m H2O.
- lưu lượng:
17 kg/s.
- Kiểu bơm :
ly tâm.
- Dẫn động:
Bằng dây đai.

+ Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm nước như sau:
- Nguyên lý làm việc của bơm nước sau:
Bơm nước cung cấp cho cả hệ thống là 42 lít nước, khi động cơ làm việc truyền
mơ men xoắn qua bánh đai và được dẫn động qua puly bơm bằng dây đai. Lúc này
bơm nước hoạt động, bơm hút nước từ ống ra của ngăn két nguội (ngăn dưới) của
két làm mát nước và đẩy qua ống góp vào các áo nước để làm mát động cơ và làm
mát bộ tăng áp, và nó cứ làm việc theo một vịng tuần hồn kín như thế, cho đến khi
nhiệt độ nước làm mát trong áo nước tăng vượt quá 820c thì lúc này van hằng nhiệt
đống cửa nước thông về bơm, đồng thời mở cửa nước thông về két, và cứ theo một
chu trình như thế.
- Sơ đồ cấu tạo:

Hình 2-8. Sơ đồ kết cấu bơm nước của động cơ D6AC.
1- Puly dẫn động bơm nước; 2-Séclíp; 3- Ổ bi; 4- Bulông; 5- Cánh bơm;
6- Trục bơm; 7- Họng đẩy; 8- Vít tra mỡ.
2.5.3. Quạt làm mát két nước động cơ D6AC:
+ Đặc điểm:

10


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
Trong hệ thống làm mát, quạt gió dùng để tăng tốc độ lưu động của khơng khí
đi qua két làm mát nước, khiến cho hiệu quả làm mát cao hơn.
Hiệu suất làm việc của quạt phụ thuộc vào nhiệt độ của khơng khí bên ngồi đi
qua két làm mát nước.
Cấu tạo của quạt gió này gồm có các bộ phận chính như sau: Cánh quạt, trục
quạt…. Cánh quạt được làm bằng nhôm và được bắt chặt vào mayơ.
+ Các thông số cơ bản của quạt:
- Đường kính ngồi của quạt:

600 mm.
- Đường kính trong của quạt:
300 mm.
- Số cánh quạt:
8 cánh.
- Công suất của quạt:
21 kw.
- Góc cánh quạt:
350.
- Tốc độ vịng quay cực đại:
1400 vg/phút.
+ Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của quạt gió:
A

A-A

4

24

20

3

2

A

1

Hình 2-9. Sơ đồ kết cấu quạt gió động cơ D6AC.
1- Cánh quạt; 2- Đĩa bắt quạt; 3- Trục quạt; 4- Bu lông
+ Nguyên lý làm việc của quạt gió: Khi động cơ khởi động, tạo mơ men
xoắn làm trục động cơ quay làm bánh đai quay, truyền động qua dây đai làm quay
trục quạt. .
Hiệu suất, tốc độ quạt phụ thuộc vào nhiệt độ của khơng khí bên ngoài đi qua két
làm mát nước. Cho nên khi nhiệt độ khơng khí thấp, nó hạ tốc độ do vậy động cơ có
thể nóng nhanh hơn và giảm được tiếng ồn của quạt. Cịn khi nhiệt độ khơng khí
cao, nó tăng tốc độ quạt để làm mát két nước. Do vậy hiệu quả làm mát nước trong
két nước cao hơn.
11


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
2.6. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU.
Hệ thống nhiên liệu động cơ D6AC có nhiệm vụ:
- Chứa nhiên liệu dự trữ đảm bảo cho động cơ hoạt động liên tục theo
khoảng thời gian quy định.
- Lọc sạch nước và các tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu.
- Cung cấp lượng nhiên liệu cần thiết cho một chu trình ứng với chế độ làm
việc của động cơ.
- Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xy lanh theo trình tự làm việc đúng
quy định của động cơ và cung cấp vào các xy lanh đúng lúc theo một quy luật đã
định.
- Sơ đồ kết cấu và nguyên lý làm việc:

Hình 2-10. Hệ thống nhiên liệu của động cơ D6AC.
1-Thùng dầu; 2- Nắp thùng dầu; 3- Lọc thô; 4- Đường dầu thừa; 5- Buồng đốt
động cơ; 6-Vòi phun; 7-Bơm tay; 8-Bầu lộc tinh; 9-Bộ điều tốc bơm cao áp;
10- Bơm chuyển nhiên liệu; 11- bu lông xả nhiên liệu.

Để đảm bảo chức năng trên, bầu lọc, bơm cung cấp nhiên liệu, thùng chứa và
các hệ thống ống dẫn phải đảm bảo tốt. Đóng vai trị quan trọng hơn đó là bơm cao
áp phân phối..
Trên hình 2.10 là hệ thống nhiên liệu động cơ D6AC. Bơm chuyển nhiên liệu
10 hút nhiên liệu từ thùng chứa dầu 1 qua miệng hút và bình lọc thơ 3 để cung cấp
nhiên liệu qua bình lọc tinh 8 tới, dầu được dẫn tới bơm cao áp với bộ điều tốc bơm
cao áp 9 để điều chỉnh áp suất tới vòi phun. Khi áp suất nhiên liệu trên đường ống
tăng lên thì van tràn mở để xả nhiên liệu thừa trở về thùng chứa. Có 6 tổ bơm cao áp
tương ứng với 6 xi lanh động cơ. Các tổ bơm này cung cấp nhiên liệu qua các
đường ống cao áp tới vòi phun 6. Vòi phun 6 dùng để phun nhiên liệu vào buồng
cháy 5

12


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
2.7. HỆ THỐNG BÔI TRƠN.
Hệ thống bôi trơn động cơ D6AC kiểu cưỡng bức và vung toé dùng để đưa
dầu đi bôi trơn các bề mặt ma sát và làm mát các chi tiết: Hệ thống bơi trơn gồm có:
Bơm dầu, van an tồn, lọc dầu, các te dầu và đường ống dẫn dầu. Dầu từ các te
được hút bằng bơm qua bầu lọc vào đường dầu dọc trong thân máy vào trục khuỷu
lên trục cam…

14

11

10
9

6

4

2

Hình 2-11. Sơ đồ hệ thống bơi trơn động cơ D6AC
1- Hộp cácte; 2- Lưới lọc; 3- Bơm dầu; 4- Van an toàn; 5- Van hằng nhiệt; 6- Két
nước làm mát dầu; 7- Van an toàn; 8- Lọc dầu; 9- Trục khuỷu; 10- ống phun dầu
làm mát piston; 11- Piston; 12- Trục cam; 13- Con đội; 14- Dàn cò mổ; 15Xupap;16- Bánh răng dẫn động trục cam; 17- Tuabin tăng áp; 18- Bơm cao áp.
- Nguyên lý làm việc:
Bơm dầu (3) hút dầu từ hộp cacte (1) sau khi đã được lọc sơ bộ tại lưới lọc
(2) đặt trước cổ hút bơm dầu nhờn trong hộp cacte, đưa dầu đến bộ làm mát dầu bôi
trơn (5). Dầu bôi trơn sau khi được làm mát (nếu nhiệt độ của dầu quá lớn) qua bầu
lọc dầu (8) đi đến các đường dầu chính như sau:
+ Bơi trơn các cổ trục khuỷu, cổ trục đầu to thanh truyền.

13


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
+ Ống phun dầu lên phía dưới piston để bơi trơn thành xilanh và làm mát
đỉnh piston.
+ Bôi trơn các chi tiết của cơ cấu phân phối khí: Trục cam, con đội, cị mổ,...
+ Bơi trơn tuabin tăng áp.
+ Bôi trơn hệ bánh răng phối khí.
+ Bơi trơn bơm cao áp.
Sau đó dầu bơi trơn từ trục khuỷu, hệ bánh răng phối khí, dầu từ cơ cấu phân
phối khí sẽ tự rơi về hộp cacte. Cịn dầu bơi trơn từ bơm cao áp và tuabin tăng áp sẻ
theo các ống dẫn về hộp cacte. Trong trường hợp bơm dầu (3) làm việc với áp suất

quá cao (có hiện tượng bị tắc đường ống) đề phịng ống dầu bị vỡ, van an toàn (4)
mở (áp suất mở van cao hơn 6,0 kg/c m 2 ) dầu bơi trơn sẽ thốt trở về thùng cacte.
Trong trường hợp bầu lọc (8) bị bẩn, tắc, dầu đi bôi trơn sẽ bị thiếu. Để đảm bảo đủ
dầu bôi trơn cho hệ thống thì van (7) sẽ mở (khi áp suất lớn hơn 2,5kg/ cm 2 ) cho dầu
đi thẳng vào các đường dầu chính. Trước bộ làm mát có van (5) khi động cơ mới
khởi động, dầu bị lạnh đặc lại thì van (5) đóng đường dầu khơng cho đi qua bộ làm
mát và chạy trực tiếp đến bầu lọc. Còn khi động cơ hoạt động, khi nhiệt độ dầu bơi
trơn cao hơn 850 C thì van (5) mở đường dầu qua các đường ống làm mát của bộ
làm mát để đi đến bầu lọc.
3. ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG.
3.1. YÊU CẦU CHUNG VỀ HỆ THỐNG BƠI TRƠN TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT
TRONG.
Bơi trơn tốt các bề mặt ma sát, bảo vệ cho bề mặt kim loại, tẩy rửa đi các hạt
kim loại bong ra trong q trình ma sát, nhằm giúp làm kín giữa các piston và
xilanh ngồi ra cịn tạo chêm dầu giữa các bề mặt ma sát để tránh mài mòn và tránh
va đập trong động cơ khi động cơ làm việc và làm mát động cơ, giúp cho động cơ
làm việc tốt hơn và đảm bảo cho động cơ làm việc ở nhiệt độ cho phép. Nhiệt độ
dầu bôi trơn khoảng 801600c nếu lớn hơn nhiệt độ trên dầu sẻ bốc cháy. Nhưng
nếu dầu bơi trơn làm mát nhiều q thì sẽ làm mất hiệu suất nhiệt của động cơ. Yêu
cầu công suất động cơ hệ thống bôi trơn không được vượt q 35%, dầu bơi trơn
dể tìm, dễ thay thế, thời gian sử dụng lâu dài.
3.1.1. Bôi trơn các bề mặt ma sát, làm giảm tổn thất ma sát.
Hệ thống bôi trơn của các loại động cơ đốt trong đều dùng dầu nhờn đệm vào
giữa các bề mặt chuyển động tương đối với nhau, nhằm mục đích ngăn cản hoặc
giảm bớt sự tiếp xúc trực tiếp giữa hai bề mặt ma sát. Tuỳ theo chất và lượng của
lớp dầu bôi trơn ma sát trượt được chia làm bốn loại: ma sát khơ (khơng có dầu), ma
sát ướt (ln ln có dầu ngăn cách hai bề mặt ma sát), ma sát tới hạn và ma sát nửa
khô, nửa ướt.
Ma sát khô.
Xảy ra khi giữa hai bề mặt ma sát hồn tồn khơng có dầu nhờn, các mặt ma

sát tiếp xúc trực tiếp với nhau trong quá trình làm việc.
Ma sát ướt.
Xảy ra khi giữa hai bề mặt ma sát ln có một lớp dầu nhờn đóng vai trị
trung gian làm lớp đệm, nên trong quá trình hoạt động các mặt ma sát hồn tồn
khơng trực tiếp tiếp xúc với nhau.
Ma sát nửa khô, nửa ướt.

14


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
Xảy ra khi màng dầu nhờn ngăn cách bề mặt ma sát bị phá hoại. Mặt ma sát
tiếp xúc cục bộ ở những nơi màng dầu nhờn bị phá hoại.
Ma sát tới hạn.
Là trạng thái ma sát trung gian giữa ma sát ướt và ma sát khô. Khi xảy ra ma
sát tới hạn, trên bề mặt ma sát tồn tại một lớp dầu nhờn, nhưng lớp dầu này rất
mỏng. Màng dầu này chịu tác dụng của lực phân tử của bề mặt kim loại nên bám
chặt trên bề mặt kim loại và mất đi khả năng di động. Vì vậy, trong trường hợp này,
lực ma sát quyết định bởi quá trình sản sinh do kết quả của lực tương tác giữa bề
mặt ma sát với màng dầu nhờn bám lên nó.
Hệ số ma sát.
Tuỳ thuộc vào vị trí và điều kiện làm việc cụ thể của ổ trục mà ta chọn vật
liệu chế tạo ổ trục ứng với hệ số ma sát, hoặc ngược lại cho hợp lý. Hệ số ma sát
của các loại vật liệu ổ trục trong điều kiện ma sát khô và ma sát ướt như bảng 3.1
Bảng 3-1. Hệ số ma sát của một số loại vật liệu.
Vật liệu ổ trục
Hệ số ma sát
Gang với gang
Gang với đồng
Thép với thép

Thép với đồng
Thép với babít
Thép với nhơm

Ma sát khơ
0.15
0.150.2
0.15
0.15
0.25 0.28
0.26

Ma sát ướt
0.070.12
0.07 0.15
0.050.1
0.010.15
0.050.1
0.050.1

3.1.2. Làm mát ổ trục.
Sau một thời gian làm việc, cơng sinh ra từ q trình cháy, do tổn thất ma sát
sẽ chuyển thành nhiệt năng. Chính nhiệt năng này làm cho nhiệt độ của ổ trục tăng
lên rất cao. Nếu khơng có dầu nhờn, các bề mặt ma sát nóng dần lên quá nhiệt độ
giới hạn cho phép, sẽ làm nóng chảy các hợp kim chống mài mịn, bong tróc, cong
vênh chi tiết....Dầu nhờn trong trường hợp này đóng vai trò làm mát ổ trục, tải nhiệt
do ma sát sinh ra khỏi ổ trục, đảm bảo nhiệt độ làm việc bình thường của ổ trục. So
với nước, tuy rằng dầu nhờn có nhiệt hố hơi khoảng 4070 Kcal/kg. Trong khi đó
nhiệt độ hố hơi của nước là 590 Kcal/kg, khả năng dẫn nhiệt của dầu nhờn cũng rất
nhỏ: 0,0005 cal/0C.g.s, của nước là 0,0015 cal/0C.g.s. Nghĩa là khả năng thu thoát

nhiệt của dầu nhờn rất thấp so với nước. Thế nhưng, nước không thể thay thế được
chức năng của dầu nhờn, do còn phụ thuộc vào một số đặc tính lý hố khác. Vì lý
do đó, để dầu nhờn phát huy được tác dụng làm mát các mặt ma sát. Địi hỏi bơm
dầu nhờn của hệ thống bơi trơn phải cung cấp cho các bề mặt ma sát một lượng dầu
đủ lớn.
3.1.3. Tẩy rửa bề mặt ma sát.
Khi hai chi tiết kim loại ma sát với nhau, các mạt kim loại sẽ sinh ra trên các
bề mặt ma sát, làm tăng mài mịn. Nhưng nhờ có lưu lượng dầu đi qua bề mặt ma
sát đó, các mạt kim loại và cặn bẩn ở trên bề mặt đựơc dầu mang đi, làm cho bề mặt
sạch, giảm lượng mài mòn.

15


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
3.1.4. Bao kín buồng cháy.
Do có lớp dầu giữa hành xylanh và piston, giữa xecmăng và rãnh xecmăng
nên giảm được khả năng lọt khí xuống cacte.
Ngồi bốn nhiệm vụ trên, dầu nhờn cịn có tác dụng như một lớp bảo vệ chống ăn
mịn hố học.
3.1.5 Yêu cầu của dầu nhờn
Dầu nhờn sử dụng trong động cơ đốt trong chịu chế độ làm việc rất khắc nghiệt, vì
thế dầu nhờn phải đảm bảo được những yêu cầu về độ nhớt, khả năng thay đổi nhiệt
độ, bám được trên bề mặt của chi tiết máy. Đây là yêu cầu quan trọng nhất vì bám
trên bề mặt chi tiết dầu sẽ biến ma sát khô thành ma sát ướt, giảm mài mịn chi tiết
máy. Dầu phải có khả năng lưu thơng tốt đó là việc thay thế liên tục các lớp dầu bôi
trơn đảm bảo lớp dầu cũ mang theo lượng mạt kim loại và nhiệt sinh ra trong q
trình cọ xát của các chi tiết. Ít bị thay đổi dưới tác dụng của mơi trường. Khơng ăn
mịn kim loại nghĩa là u cầu dầu khơng có các chất ăn mịn như axít, badơ tan
trong nước là những chất ăn mịn mạnh, khơng có tạp chất cơ học vì nếu có nó sẽ

trở thành nhân tố mài mịn và giảm khả năng lưu thông của dầu.
3.1.5.1. Đặc điểm, tính chất lý hố của dầu nhờn
Dầu nhờn dùng cho động cơ là hỗn hợp phức tạp của nhiều chất, thành phần
gồm có hydrocacbon có nguồn gốc từ dầu mỏ và các chất phụ gia khác nhau chiếm
(8  10)%. Các chất phụ gia có tác dụng làm hạ nhiệt độ đơng đặc, giữ cho độ nhớt ít
thay đổi theo nhiệt độ, hồ tan các sản vật bị ơxi hố trong dầu, tránh sinh ra các cặn
khơng hồ tan, tạo ra các màng dầu khơng có hoạt tính rất ổn định trên bề mặt kim
loại, tránh cho bề mặt kim loại tiếp xúc với nước và khơng khí phá vỡ bọt khí để
cho dầu lưu thơng tốt. Dầu dùng để bơi trơn động cơ cần có những u cầu nhất
định về hàm lượng lưu huỳnh (S%), nước và tạp chất cơ học, các hợp chất chứa
oxy, các kim loại như Mn, Si…
3.1.5.2. Các chỉ tiêu cơ bản của dầu nhờn:
Tất cả các loại dầu bôi trơn khi mang ra sử dụng ngồi thị trường đều có bảng
hướng dẫn sử dụng cũng như các thông số kỹ thuật. Ở đây ta chỉ xét một số thông
số cơ bản của dầu.
Độ nhớt của dầu: Là sức cản di chuyển qua lại của các phân tử dầu (hay còn gọi
là nội ma sát của các phần tử dầu). Độ nhớt là thông số rất quan trọng, nó ảnh
hưởng rất lớn đến tất cả các thông số khác. Khi độ nhớt tăng lên, dầu sẽ khó di
chuyển trong các đường dầu của hệ thống bơi trơn và phun té khơng đều, vì khi độ
nhớt càng tăng thì lực ma sát càng tăng, làm cho cơng suất động cơ giảm xuống,
cịn khi độ nhớt thấp rất khó hình thành màng dầu để bơi trơn chi tiết. Do vậy mà
khi sử dụng phải chọn độ nhớt theo đúng quy định của nhà thiết kế đồng thời phù
16


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
hợp với vùng sử dụng. Nếu độ nhớt của dầu nhỏ, không đảm bảo đủ hình thành
màng dầu, dầu dể bị ép ra khỏi các khe hở ở các chi tiết làm việc. Ngoài ra, độ nhớt
còn thay đổi theo nhiệt độ, cho nên sử dụng theo mùa phải chọn các loại dầu khác
nhau, sẽ giảm tối thiểu mài mòn các chi tiết.

Chỉ số độ nhớt (IV): là một thông số quy ước đặc trưng cho khả năng thay đổi
độ nhớt của dầu theo nhiệt độ:
1

2
3

L
M
H
0

1000 C

40 C

0

t

Hình 3-1. Biểu đồ chỉ số độ nhớt (IV)
1- Dầu có chỉ số độ nhớt IV=0; 2-Dầu khảo sát ; 3-Dầu có chỉ số độ nhớt IV=100.
Ta có cơng thức tính chỉ số độ nhớt: IV 

LM
LH

Trong đó:
+ M- Độ nhớt ở 400C của dầu cần tính chỉ số độ nhớt
+ L- Độ nhớt của loại dầu có chỉ số độ nhớt thấp (IV=0) ở 400C và có độ nhớt

bằng độ nhớt của dầu khảo sát ở 1000C.
+ H- Độ nhớt của loại dầu có chỉ số độ nhớt cao ( IV=100) ở 40 0C và có độ nhớt
bằng độ nhớt của dầu khảo sát ở 1000C .
Độ nhớt của dầu ký hiệu bằng các chữ số và đứng sau chữ cái chỉ ký hiệu dầu trong
mác dầu. Chữ số ký hiệu càng lớn thì độ nhớt càng cao.
Nhiệt độ đông đặc của dầu: Đặc trưng cho khả năng tăng độ nhớt cuả dầu bôi
trơn khi giảm nhiệt độ. Sự tăng độ nhớt khi nhiệt độ giảm có thể dẫn đến phá huỷ sự
làm việc bình thường của hệ thống bơi trơn do mất tính chảy lỗng của dầu. Nhờ đó
người ta biết mà sử dụng vào mùa đơng hay mùa hè, hoặc theo vùng.
VD: SAE15 Dầu có cấp độ nhớt 15 được xác định ở 100 0C (Dầu dùng cho mùa hè).
SAE20W- Dầu có cấp độ nhớt 20 được xác định ở -180C ( Dầu dùng cho mùa
đông).
SAE 15W/20- Dầu dùng cho cả 4 mùa

17


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
Nhiệt độ bốc cháy: Biểu thị khả năng an tồn phịng cháy của dầu, trong trường
hợp chung nó có đặc trưng bởi sự có mặt trong dầu các cácbua- hyđrô nhẹ. Theo
quy định nhiệt độ bốc cháy là nhiệt độ của dầu bị bốc cháy khi đưa gần đến một
ngọn lửa.
Tính bơi trơn: Chất lượng bơi trơn của dầu được đặc trưng bằng tính nhớt của
dầu bơi trơn, nó được đánh giá bằng khả năng đảm bảo ma sát ở trạng thái giới hạn
do hình thành trên bề mặt ma sát màng phân tử hấp thụ, đồng thời nó ngăn cản sự
tiếp xúc trực tiếp giữa các chi tiết làm việc. Tính nhớt của dầu được đánh giá bằng
hệ số ma sát và độ bền của các màng hình thành. Sự hấp thụ dầu xảy ra trên bề mặt
do trong cấu tạo phân tử của vật liệu bơi trơn có các chất có ái lực với các phân tử
kim loại ( như các nhóm cácbơ xít, hyđrơ xít…)
Tính bền hố học: ảnh hưởng của ơxy trong khơng khí dưới áp suất và nhiệt độ

cao, dầu mất đi tính chất ban đầu do đó diễn ra sự tăng cường các quá trình đọng
sơn, hình thành các lớp thiêu kết, cặn và gỉ. Các hiện tượng trên đã biến đổi tính
chất sử dụng của dầu. Để đánh giá các tính bền của dầu người ta dùng các thơng số
cơ bản sau:
Lượng axít: Bằng lượng KOH( tính bằng mg) cần thiết để trung hồ tồn lượng
axít có trong 1 gam dầu và nó đặc trưng cho tính chất ăn mòn của dầu.
Độ hao hụt về khối lượng của một tấm chì tiêu chuẩn ngâm trong dầu nóng đến
1400C, trong 50 giờ.
Lượng tro: Lượng các chất không cháy được trong dầu. Tiêu chuẩn cho phép
giới hạn 0,007% đối với dầu công nghiệp và 0,025% đối với dầu dùng cho ơtơ máy
kéo.
Khả năng ơxy- hố nhiệt đặc trưng cho tính chất của dầu hình thành cặn sơn trong
vùng chốt piston.
Lượng than cốc bằng lượng % than cốc trong dầu mẫu, nó đặc trưng cho xu hướng
tạo thành tro, nhựa đường trong dầu.
Tạp chất cơ học: Có trong dầu dưới dạng hạt đồng thời tạp chất cơ học sinh ra
ngay trong bản thân dầu bơi trơn trong q trình sử dụng, do việc phát sinh ra tro và
cặn khi độ mài mịn tăng lên. Nó có thể dẫn đến bịt kín một phần hoặc hoàn toàn
các ống dẫn dầu.
3.1.5.3. Sử dụng dầu bôi trơn trên động cơ đốt trong
Trước khi đưa dầu vào sử dụng, phải kiểm tra chất lượng của dầu thông qua các
chỉ tiêu: Lượng nước (ảnh hưởng đến sự đông đặc dầu và tạo ra axit), độ tan của các
chất phụ gia, màu sắc và mùi dầu, lượng axít, tạp chất và độ nhớt. Nếu các thơng số
cần thiết đảm bảo trong giới hạn cho phép thì ta đem vào sử dụng.
18


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
Dầu sau một thời gian sử dụng sẽ bị biến chất ít nhiều, thường xuyên kiểm tra và
bảo dưỡng dầu, thay dầu theo quy định.

Việc khắc phục các nguyên nhân gây ra biến chất dầu (do nhiệt độ động cơ cao, áp
suất ổ trục lớn làm chèn dập dầu, sự ơxy hố trong q trình làm việc của động cơ,
lọt khí...), nhà thiết kế có thêm các chất phụ gia cần thiết.
Hiện nay chưa có công nghệ khắc phục dầu đã sử dụng, việc tái sinh dầu cũng
rất tốn kém, trong một số động cơ, người ta sử dụng được loại dầu có tác dụng làm
sạch dầu cũ còn lại, để tránh ảnh hưởng chất lượng dầu mới thay hoặc dùng dầu của
động cơ đã dùng cho các động cơ có yêu cầu thấp hơn.
3.2 . CÁC PHƯƠNG ÁN BÔI TRƠN DÙNG CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG.
3.2.1. Phương án bơi trơn vung té dầu

Hình 3-2. Sơ đồ nguyên lý bôi trơn bằng phương pháp vung toé dầu.
1- Bánh lệch tâm; 2- Piston bơm dầu; 3- Thân bơm; 4-Cácte; 5-Điểm tựa; 6Máng dầu phụ; 7-Thanh truyền có thìa hắt dầu.
-Ngun lý làm việc :
Bơi trơn vung toé trong động cơ nằm ngang.
Bôi trơn vung toé trong động cơ đứng.
Bơi trơn vung t có bơm dầu đơn giản.
Dầu nhờn được chứa trong cacte (4) khi động cơ làm việc nhờ vào thìa múc
dầu lắp trên đầu to thanh truyền (7) múc hắt tung lên.
Nếu múc dầu trong cacte bố trí cách xa thìa múc thì hệ thống bơi trơn có
dùng thêm bơm dầu kết cấu đơn giản để bơm dầu lên máng dầu phụ (6), sau đó dầu
nhờn mới được hắt tung lên. Cứ mỗi vòng quay của trục khuỷu thìa hắt dầu múc
dầu lên một lần. Các hạt dầu vung té ra bên trong khoảng không gian của cacte sẽ
rơi tự do xuống các mặt ma sát của ổ trục. Để đảm bảo cho các ổ trục không bị thiếu
dầu, trên các vách ngăn bên trên ổ trục thường có các gân hứng dầu khi dầu tung
lên.
Ưu, nhược điểm:
19


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320

- Ưu điểm: Kết cấu của hệ thống bôi trơn rất đơn giản, dễ bố trí.
- Nhược diểm: Phương án bơi trơn này rất lạc hậu, không đảm bảo lưu
lượng dầu bôi trơn của ổ trục, tuổi thọ dầu giảm nhanh, cường độ dầu bôi trơn
khơng ổn định nên ít dùng.
- Phạm vi sử dụng:
Hiện nay, phương án này chỉ còn tồn tại trong những động cơ kiểu cũ, công
suất nhỏ và tốc độ thấp: Thường dùng trong động cơ một xilanh kiểu xilanh nằm
ngang có kết cấu đơn giản như T62, W1105...hoặc một trong vài loại động cơ một
xilanh, kiểu đứng kết hợp bôi trơn vung té dầu với bôi trơn bằng cách nhỏ dầu tự
động như động cơ Becna, Slavia kiểu cũ...
3.2.2. Phương án bôi trơn cưỡng bức:
Trong các động cơ đốt trong hiện nay, gần như tất cả đều dùng phương án bôi
trơn cưỡng bức, dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn từ nơi chứa dầu, được bơm dầu
đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một áp suất nhất định cần thiết, gần như đảm bảo
tốt tất cả các yêu cầu về bôi trơn, làm mát và tẩy rửa các bề mặt ma sát ổ trục của hệ
thống bôi trơn.
Hệ thống bơi trơn cưỡng bức của động cơ nói chung bao gồm các thiết bị cơ bản
sau: Thùng chứa dầu hoặc cácte, bơm dầu, bầu lọc thô, bầu lọc tinh, két làm mát
dầu nhờn, các đường ống dẫn dầu, đồng hồ báo áp suất và đồng hồ báo nhiệt độ của
dầu nhờn, ngồi ra cịn có các van.
Tuỳ theo vị trí chứa dầu nhờn, người ta phân hệ thống bôi trơn cưỡng bức thành
hai loại: Hệ thống bôi trơn cácte ướt (dầu chứa trong cácte) và hệ thống bôi trơn
cácte khô (dầu chứa trong thùng dầu bên ngoài cácte). Căn cứ vào hình thức lọc, hệ
thống bơi trơn cưỡng bức lại phân thành hai loại: Hệ thống bôi trơn dùng lọc thấm
và hệ thống bơi trơn dùng lọc ly tâm (tồn phần và khơng tồn phần)...Ta lần lượt
khảo sát từng loại như sau:

20

Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
3.2.2.1. Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte ướt:

2

1

3

4

5

14

13 12 11 10

9

8

7

6

Hình 3-3. Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte ướt.
1- Đồng hồ áp suất; 2- Đường dầu chính; 3- Đường dầu lên chốt khuỷu; 4- Trục
khuỷu; 5- Bầu lọc tinh; 6- Két làm mát; 7- Van khống chế dầu qua két làm mát; 8Đồng hồ nhiệt độ dầu nhờn; 9- Máng dầu; 10- Phao hút dầu; 11- Bơm dầu nhờn;
12- Van an toàn của bơm dầu; 13- Bầu lọc thơ; 14- Van an tồn của bầu lọc thơ.
Dầu nhờn chứa trong cácte được bơm dầu 11 hút qua phao hút dầu 10 (vị trí

phao hút nằm lơ lửng ở mặt thoáng của dầu để hút được dầu sạch và khơng cho lọt
bọt khí), sau đó dầu đi qua lọc thô 13, khi đi qua bầu lọc thô, dầu được lọc sạch sơ
bộ các tạp chất cơ học có kích cỡ các hạt lớn, tiếp theo đó dầu nhờn được đẩy vào
đường dầu chính 6 để chảy đến các ổ trục khuỷu, ổ trục cam,... Đường dầu 2 trong
trục khuỷu đưa dầu lên bôi trơn ở chốt, ở đầu to thanh truyền rồi theo đường dầu 3
lên bôi trơn chốt piston. Nếu như khơng có đường dầu trên thanh truyền thì đầu nhỏ
trên thanh truyền phải có lỗ hứng dầu. Trên đường dầu chính cịn có các đường dầu
đưa dầu đi bơi trơn các cơ cấu phối khí... Một phần dầu (khoảng 15  20% lượng
dầu bôi trơn do bơm dầu cung cấp) đi qua bầu lọc tinh 5 rồi trở về lại cácte. Bầu lọc
tinh có thể được lắp gần bầu lọc thô hoặc để xa bầu lọc thô. Đồng hồ 1 báo áp suất
và đồng hồ 8 báo nhiệt độ của dầu nhờn.
Khi nhiệt độ của dầu bôi trơn lên cao quá 80 0 C , vì do độ nhớt giảm sút, van
điều khiển C sẽ mở để dầu nhờn đi qua két làm mát dầu nhờn 6. Sau một thời gian
làm việc bầu lọc thơ có thể bị tắc do quá tải, van an toàn 14 của bầu lọc thô được
dầu nhờn đẩy mở ra, dầu lúc này không thể qua bầu lọc thô mà trực tiếp đi vào

21


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
đường dầu chính 2. Để đảm bảo áp suất dầu bơi trơn có trị số không đổi trên cả hệ
thống, trên hệ thống bôi trơn có lắp van an tồn 12.
Ngồi việc bơi trơn các bộ phận trên, để bôi trơn các bề mặt làm việc của xilanh,
piston...Người ta kết hợp tận dụng dầu vung ra khỏi ổ đầu to thanh truyền trong quá
trình làm việc ở một số ít động cơ, trên đầu to thanh truyền khoan một lỗ nhỏ để
phun dầu về phía trục cam tăng chất lượng bôi trơn cho trục cam và xilanh.
Thông qua phương án bôi trơn catte ướt, với những ưu điểm của nó ngày nay
phương án này được dùng rất nhiều ở ôtô. Ưu điểm là cung cấp khá đầy đủ dầu bôi
trơn cả về số lượng và chất lượng, độ tin cậy làm việc của hệ thống bôi trơn tương
đối cao. Nhược điểm do dùng cácte ướt (chứa dầu trong cácte) nên khi động cơ làm

việc ở độ nghiêng lớn, dầu nhờn dồn về một phía khiến phao hút dầu bị hẫng. Vì
vậy lưu lượng dầu cung cấp sẽ không đảm bảo đúng yêu cầu.
Hầu hết các loại động cơ đốt trong ngày nay đều dùng phương án bôi trơn cưỡng
bức do dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn được bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát
dưới một áp suất nhất định nên có thể đảm bảo yêu cầu bôi trơn, làm mát và tẩy rửa
mặt ma sát của ổ trục. Nói chung hệ thống bôi trơn cácte ướt thường dùng trên động
cơ ôtô làm việc trong địa hình tương đối bằng phẳng (vì ở loại này khi động cơ làm
việc ở độ nghiêng lớn, dầu nhờn dồn về một phía khiến phao hút dầu bị hẫng).
3.2.2.2. Hệ thống bơi trơn cưỡng bức cácte khơ.

7

6

1

8
10
14

13

11

12

15

16

Hình 3-4. Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte khô.
1- Đồng hồ áp suất; 6- Két làm mát; 7- Van khống chế dầu qua két làm mát; 8Đồng hồ nhiệt độ dầu nhờn; 10- Phao hút dầu; 11- Bơm dầu nhờn; 12- Van an toàn

22


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
của bơm dầu; 13- Bầu lọc thơ; 14- Van an tồn của bầu lọc thơ; 15- Phao hút dầu;
16- Nút tháo dầu.
Chỉ khác bôi trơn cưỡng bức cácte ướt là ở trong hệ thống này có thêm hai bơm
hút dầu từ cácte về thùng chứa, sau đó bơm 11 mới chuyển dầu đi bơi trơn. Trong
hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte ướt, nơi chứa dầu đi bơi trơn là cácte, cịn ở đây
là thùng chứa dầu.
Trong một số động cơ tĩnh tại và tàu thuỷ, trên hệ thống bơi trơn cịn bố trí bơm
tay hoặc bơm điện để cung cấp dầu nhờn đến các mặt ma sát và điền đầy các đường
ống dẫn trước khi khởi động động cơ. Sơ đồ bố trí bơm tay hoặc bơm điện được
giới thiệu trên hình 3.5

Hình 3-5. Sơ đồ bố trí bơm tay hoặc bơm điện trong hệ thống bôi trơn cưỡng bức.
1- Phao hút dầu; 2- Bơm chuyển dầu nhờn; 3- Bầu lọc thô; 11- Két làm mát dầu ;
14- Đường dẫn dầu; 15- Van dầu; 16- Bơm tay hoặc bơm điện; a- Van an toàn của
bơm; b- Van an tồn của bầu lọc thơ; T- Đồng hồ nhiệt độ dầu nhờn.
Thông qua phương án bôi trơn cácte khơ, với những ưu điểm của nó ngày nay
phương án này được dùng rất nhiều ở máy kéo.
Cácte chỉ hứng và chứa dầu tạm thời, còn thùng dầu mới là nơi chứa dầu để đi
bôi trơn nên động cơ có thể làm việc ở độ nghiên lớn mà không sợ thiếu dầu, dầu
được cung cấp đầy đủ và liên tục.
Kết cấu phức tạp hơn, giá thành tăng lên do phải thêm đến 2 bơm dầu hút dầu
cácte qua thùng, thêm đường dầu và bố trí thùng dầu sao cho hợp lý.

23


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cácte khô thường dùng trên các loại động cơ điêzen
dùng trên máy ủi đất, xe tăng, máy kéo, tàu thuỷ...Trong một số động cơ tĩnh tại và
tàu thuỷ, trên hệ thống bơi trơn cịn bố trí bơm tay hoặc bơm điện để cung cấp dầu
nhờn đến các mặt ma sát và điền đầy các đường ống dẫn trước khi khởi động cơ.
Ngồi ra, để đảm bảo bơi trơn cho mặt làm việc của xilanh, hệ thống bôi trơn
của các loại động cơ này còn thường dùng van phân phối để cấp dầu nhờn vào một
số điểm chung quanh xi lanh, lỗ dầu thường khoan trên lót xilanh.
3.2.3. Pha dầu nhờn vào nhiên liệu.
Phương án bôi trơn này chỉ dùng để bôi trơn các chi tiết máy của động cơ xăng
hai kỳ cỡ nhỏ, làm mát bằng khơng khí hoặc nước. Dầu nhờn được pha vào trong
xăng theo tỷ lệ

1
1

thể tích. Đối với một số động cơ cỡ nhỏ của Đức, Tiệp
20 25

thường pha dầu nhờn với tỷ lệ ít hơn, thường vào khoảng

1
1
 . Hỗn hợp của dầu
30 33

nhờn và xăng đi qua bộ chế hồ khí, được xé nhỏ cùng với khơng khí tạo thành khí

hổn hợp. Khí hỗn hợp này được nạp vào cácte của động cơ rồi theo lỗ quét đi vào
xilanh. Trong quá trình này, các hạt dầu nhờn lẩn trong khí hỗn hợp ngưng đọng
bám trên bề mặt các chi tiết máy để bôi trơn các mặt ma sát.
Cách bôi trơn này thực tế không cần hệ thống bôi trơn, thực hiện việc bôi trơn
các chi tiết máy rất đơn giản, dễ dàng nhưng do dầu nhờn theo khí hỗn hợp vào
buồng cháy nên dễ tạo thành muội than bám trên đỉnh piston, pha càng nhiều dầu
nhờn, trong buồng cháy càng nhiều muội than, làm cho piston nhanh nóng, quá
nóng, dể xảy ra hiện tượng cháy sớm, kích nổ và đoản mạch do buji bị bám bụi
than. Ngược lại, pha ít dầu nhờn, bơi trơn kém, ma sát lớn dễ làm cho piston bị bó
kẹt trong xilanh. Phương án này rất đơn giản nhưng lại nhiều nhược điểm. Ngày
nay, người ta quan tâm nhiều về vấn đề môi trường nên các loại động cơ này ít dùng
và hệ thống bơi trơn kiểu này cũng khơng cịn phổ biến.
3.3. KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT CỤM CHI TIẾT CHÍNH CỦA HỆ THỐNG BƠI
TRƠN.
3.3.1. Thiết bị lọc dầu:
Để luôn giữ cho dầu bôi trơn được sạch, đảm bảo cho ổ trục ít bị mài mịn
do tạp chất cơ học. Trong quá trình làm việc của động cơ, dầu nhờn bị phân huỷ và
nhiễm bẩn bởi nhiều tạp chất như:
Mạt kim loại do các mặt ma sát bị mài mòn, nhất là trong thời gian chạy rà
động cơ và sau khi động cơ đã làm việc quá chu trình đại tu.
Các tạp chất lẫn trong khơng khí khi nạp như các bụi và các chất khác. Các
tạp chất này theo khơng khí nạp vào xilanh rồi lẫn với dầu nhờn chảy xuống cácte.

24


Tính tốn và kiểm ngiệm hệ thống bơi trơn động cơ D6AC trên xe huyndai HD320
Nhiên liệu hoặc dầu nhờn cháy khơng hồn tồn tạo thành muội than, bám
trên thành xilanh, sau đó rớt xuống cácte.
Các tạp chất hố học do dầu nhờn bị biến chất, bị ơxy hóa hoặc bị tác dụng

của các loại axít sinh ra trong quá trình cháy. Để loại bỏ tối đa các loại tạp chất trên
mà chủ yếu là các loại tạp chất cơ học, người ta phải lọc sạch dầu bằng các thiết bị
lọc dầu nhờn.
Đối với loại bầu lọc thô, người ta lắp trực tiếp trên đường dầu thường gần
sau bơm dầu. Khi lắp như vậy, toàn bộ dầu trước khi đi bơi trơn đều phải qua bầu
lọc dầu. Vì vậy, sức cản của loại lọc dầu này không được quá lớn, độ chênh lệch áp
suất trước và sau bầu lọc thường không vượt quá 0.1 MN/m2, loại bầu lọc thô chỉ
lọc được các cặn bẩn có kích cỡ lớn hơn 0.03mm.
Các loại bầu lọc tinh thường lắp theo mạch rẽ vì sức cản của bầu lọc rất lớn.
Lượng dầu phân nhánh qua bầu lọc tinh chiếm khoảng (1520%) lượng dầu do bơm
dầu cung cấp. Các loại bầu lọc tinh có thể lọc được các loại tạp chất có kích thước
rất nhỏ đến 0.1m, các chất keo, nước lả và cả các axit lẫn trong dầu nhờn, dầu đi
qua lọc tinh thường ngay sau đó là trở về cácte.
Dựa vào kết cấu và nguyên lý làm việc của bầu lọc người ta bố trí thiết bị lọc
dầu trên động cơ như sau:
Bầu lọc dầu: Bầu lọc thấm hiện nay sử dụng rất rộng rãi, tuỳ thuộc vào phần
tử lọc mà người ta sử dụng làm bầu lọc thô hay lọc tinh. Trên động cơ D6AC dùng
bầu lọc bằng giấy.
3
2
4
1

5
6

7

Hình 3-6. Bầu lọc thấm có lõi lọc bằng giấy.
1- Giấy lọc; 2- Tấm lọc; 3- Rãnh dẫn dầu; 4- lỗ dẫn dầu; 5- Trục bầu lọc;

6- Lỗ chứa dầu của lõi lọc; 7- Đai ốc tháo dầu.

25