Tính toán thiết kế động cơ M - 21 ở chế độ Memax

Đồ án môn học Động cơ đốt trong
Lời nói đầu
Ngành ô tô giữ một vai trò rất quan trọng trong hoạt động và phát triển của xã
hội. Ô tô đợc sử dụng phổ biến để phục vụ nền kinh tế quốc dân và trong lĩnh vực
quốc phòng.
Nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật và công nghệ mới đã áp dụng nhanh chóng
vào công nghệ chế tạo ô tô. Các tiến bộ khoa học đó đã đợc áp dụng nhằm mục đích
giảm nhẹ cờng độ lao động cho ngời lái, đảm bảo an toàn cho xe, ngời, hàng hoá và
tăng vận tốc trung bình cũng nh tăng tính kinh tế của xe.
Nền kinh tế của nớc ta đang trên đờng phát triển, hiện nay nhiều loại xe đã và
đang sản xuất, lắp ráp tại Việt Nam, các thông số kỹ thuật phù hợp với điều kiện
thời tiết, khí hậu và địa hình phức tạp.
Tuy nhiên ở nớc ta hiện nay nói chung và trong quân đội nói riêng, vẫn còn sử
dụng các thế hệ ô tô sản xuất từ Liên Xô trớc đây và với nhiều chủng loại khác
nhau. Chính vì vậy việc tìm hiểu, đánh giá, kiểm nghiệm các hệ thống, cụm, cơ
cấu cho xe là vấn đề hết sức cần thiết, nhằm có biện pháp khai thác sử dụng xe một
cách hợp lý và có hiệu quả cao hơn.
Nhiệm vụ đồ án đợc giao là: Tính toán kiểm nghiệm động cơ M -21 ở chế độ
M
emax
.
Trong điều kiện thời gian có hạn nên chỉ là bớc khảo sát, kiểm nghiệm đánh
giá một số nội dung nhng đây là cơ sở cho việc xem xét và so sánh thực tế khai thác
sử dụng động cơ, để từng bớc nâng cao chất lợng khai thác động cơ.
Trong quá trình thực hiện đồ án đợc sự hớng dẫn tận tình của các thầy trong
Bộ môn Động cơ đặc biệt là Thầy:Vy Hữu Thành đã giúp tôi hoàn thành đồ án.
Tuy nhiên trong quá trình thực hiện còn nhiều sai sót kính mong nhận đợc sự chỉ
dẫn của các thầy giáo.
Tôi xin chân thành cảm ơn.
Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng
1

Đồ án môn học Động cơ đốt trong
Phần 1: Tìm hiểu kết cấu động cơ
1.Giới thiệu chung.
Động cơ M- 21 lắp trên xe du lịch Volga do Liên xô cũ chế tạo. Đây là loại
động cơ xăng 4 kỳ, 4 xi lanh, bố trí thành một hàng thẳng đứng.Thứ tự công tác của
động cơ là1-2-4-3.
Đờng kính xi lanh D= 92 mm. Hành trình pít tông S = 92 mm. Thể tích công
tác Vh=2,445 lít. Tỉ số nén =6,7. Công suất lớn nhất Nemax = 55,2 Kw,ở số vòng
quay n
N
=4000 V/ph. Mô men xoắn lớn nhất Memax = 166,6 N.m ở số vòng quay
n
M
= 2200 V/ph.
Hệ thống bôi trơn là hệ thống bôi trơn bằng dầu có áp lực kết hợp với vung té
dầu. Hệ thống làm mát: là hệ thống làm mát bằng nớc, kiểu kín.Cơ cấu phối khí xu
páp treo.
Một số tính năng kỹ thuật cơ bản của động cơ.
TT Các thông số Giá trị Đơn vị
1 Đờng kính xi lanh D 92 mm
2 Hành trình pít tông S 92 mm
3 Thể tích công tác 0,61158 lít
4 Tỉ số nén 6,7
5 Công suất max 55.2 KW
6 Tốc độ quay của khuỷu trục
ứng với công suất max 4000 Vg/ph
7 Mô men quay max 166,6 Nm
8 Tốc độ quay của khuỷu trục
ứng với mô men quay max 2200 Vg/ph
9 Số xi lanh 4

10 Số kỳ 4
2. Các cơ cấu chính của động cơ
2.1.Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền.
Đây là cơ cấu hết sức quan trọng của động cơ nó bao gồm các chi tiết sau:
2.1.1.Nhóm chi tiết cố định
Nhóm chi tiết cố định bao gồm thân máy,nắp máy,ống lót xi lanh ớt.Đây là
nhóm chi tiết để gá lắp các chi tiết của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền,của các hệ
thống và các chi tiết khác .
2.1.1.1.Thân máy
Thân máy động cơ M21 có kết cấu kiểu thân xi lanh và nửa trên hộp trục
khuỷu thành một khối. Đây là chi tiết có khối lợng và kích thớc lớn nhất của động
cơ.Thân xi lanh và nửa trên hộp trục khuỷu, nửa dới hộp trục khuỷu đợc đúc thành
khối bằng hợp kim nhôm sau đó gia công cơ có độ bền cao.Trong hộp trục khuỷu có
5 ổ đỡ cổ trục khuỷu và 5 ổ đỡ trục cam. Nắp các ổ đỡ có trục chính làm bằng đua
ra. Nắp ổ đỡ đợc định vị bằng rãnh chuyên dùng.Tất cả các xi lanh trong thân máy
đợc gia công theo từng bộ cho nên trong quá trình sửa chữa thay thế không đợc đổi
lẫn vì vậy trên các xi lanh đợc đánh dấu bằng số.Trên thân máy có các khoang
Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng
2
Đồ án môn học Động cơ đốt trong
rỗng để chứa nớc làm mát xung quanh xi lanh tạo thành áo nớc.Trên thân máy
có các đờng dẫn dầu bôi trơn. Ngoài ra còn có các budông để bắt chặt nắp máy,gu
giông và mặt bích lắp các hệ thống phụ, nắp ổ đỡ cổ trục. Bên trái thân máy có mặt
bích lắp động cơ khởi động, có các vấu mặt bích lắp bơm xăng, mặt bích lắp bộ chia
điện. Bên phải có các vấu lắp máy phát điện. Mặt sau thân máy có vị trí lắp ly hợp
đợc liên kết bằng bu dông.Trên thân máy có gia công 4 lỗ để lắp 4 ống lót xi lanh.
2.1.1.2.ống lót xi lanh
ống lót xi lanh có dạnh hình trụ rỗng, đợc lắp vào thân máy nhằm mục đích
kéo dài tuổi thọ cho thân máy (hình 1)
Trong quá trình làm việc ống lót xi lanh

chịu tải trọng cơ học phụ tải nhiệt và ăn mòn
hóa học, chịu mài mòn lớn.
ống lót xi lanh của động cơ M21 là ống lót
nớc.Vật liệu chế tạo bằng gang xám. Để tăng
tính chống mòn của xi lanh có ép một đoạn ống
lót chế tạo bằng gang hợp kim cứng. Mặt ngoài
của xi lanh trực tiếp tiếp xúc với nớc làm mát,
mặt trong đợc gia công rất chính xác và mài
bóng tạo thành mặt gơng xi lanh. Để nâng cao
tính chống mòn của ống lót xi lanh, ngời ta mạ
lên mặt gơng xi lanh một lớp crôm xốp. Phía
trên ống lót xi lanh có vai tựa lắp cao hơn mặt
thân máy 0,05-0,055 mm để khi lắp nắp máy
và đệm nắp máy sẽ ép chặt với vai trò bảo đảm
chất lợng bao kín tránh lọt khí. Phía ngoài của
ống lót cũng có vai tựa để lắp đệm bằng cao su với thân máy tránh rò nớc vào cát te.
2.1.1.3.Nắp máy
Nắp máy là chi tiết làm việc trong điều kiện rất xấu: chịu nhiệt độ cao, áp suất
lớn, ăn mòn hóa học nhiều. Ngoài ra khi lắp ráp nắp máy còn chịu ứng suất nén khi
xiết chặt các bu giông. Nắp máy động cơ M21 là loại nắp máy liền chế tạo bằng
hợp kim nhôm do đó thuận lợi cho việc bố trí hệ thống làm mát, đờng nạp, đờng
thải, lắp đặt đế xu páp, bu givà có độ cứng vững cao, giữa thân máy và nắp máy
có đệm nắp máy đợc làm bằng ác bét đồng.
2.1.2.Nhóm chi tiết chuyển động
Bao gồm nhóm pít tông- thanh truyền, trục khuỷu, bánh đà
2.1.2.1.Nhóm pít tông
Nhóm pít tông bao gồm: pít tông, xéc măng, chốt pít tông, vòng hãm. Nhóm
pít tông có chức năng tiếp nhận lực khí thể truyền cho thanh truyền qua chốt pít
tông để làm quay trục khuỷu. Khối lợng của nhms pít tông nặng 722g
a) Pít tông:

Pít tông động cơ M21 đợc đúc bằng thép AK-4. Đỉnh pít tông có dạng đỉnh
bằng. Phần đầu pít tông có 3 rãnh: hai rãnh trên dùng để lắp xéc măng khí, rãnh dới
lắp xéc măng dầu. Pít tông đợc lắp vào xi lanh với khe hở từ 0,012- 0,024 mm, ở 2
đầu bệ chốt pít tông ngời ta tiện vát bớt một phần kim loại để giảm trọng lợng và
tránh giãn nở vì nhiệt.Tiết diện ngang phần thân đợc chế tạo thành hình ô van có
Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng
3
Đồ án môn học Động cơ đốt trong
trục ngắn trùng với đờng tâm chốt pít tông không bị bó két khi chịu lực ngang lớn
và do giãn nở đều về nhiệt
b) Chốt pít tông
Trong quá trình làm việc chốt pít tông chịu lực khí thể và lực quán tính rất lớn
các lực này đều thay đổi theo chu kỳ đồng thời có tính chất va đập mạnh, điều kiện
bôi trơn kém.
Chốt pít tông động cơ M21 dạng hình trụ rỗng. Chốt đợc chế tạo bằng thép
các bon 45X, bề mặt ngoài chốt đợc thấm cac bon. Đờng kính ngoài của chốt
Dn=25mm, chiều dài l=80,1mm. Chốt pít tông đợc lắp vào đầu nhỏ thanh truyền
theo kiểu lắp bơi.
Độ dôi giữa chốt và bệ chốt ở trạng thái nguội là 0,0025mm . Do đó khi lắp
rắp, pít tông đợc luộc trong dầu với nhiệt độ khoảng 70
0
C rồi dùng tay ấn nhẹ
chốt pít tông vào bệ chốt .Với phơng pháp lắp ghép này có nhiều u điểm là :
Do chốt đợc chốt đợc xoay tự do quanh đờng tâm của nó nên mòn đều và mặt
chịu lực luôn luôn thay đổi khiến cho chốt bị ăn mòn. Nếu có chất bẩn (mạt kim
loại, tạp chất cơ học) chui vào làm kẹt chốt với đầu nhỏ hay bệ chốt vẫn làm việc
tơng tự nh kiểu lắp cố định chốt pít tông trên bệ chốt hoặc cố định chốt trên đầu nhỏ
thanh truyền .
Để định vị chiều trục cho chốt pít tông tránh cào xớc mặt gơng xi lanh . Ngời
ta dùng khoá hãm , khoá hãm có tiết diện tròn làm bằng thép lo xo.

Chốt pít tông đợc bôi trơn bằng cách hứng dầu .Trên đầu nhỏ thanh truyền ng-
ời ta có khoan 1 lỗ dầu để hứng dầu bơi trơn cho chốt pít tông với đầu nhỏ thanh
truyền. Còn trên bệ chốt đợc bôi trơn nhờ dầu gạt từ xéc măng dầu qua lỗ trên thân
pít tông.
c) Xéc măng
Trên đầu pít tông có lắp 2 loại xéc măng là xéc măng khí và xéc măng dầu.
*Xéc măng khí .
Gồm 2 xéc măng có nhiệm vụ bao kín buồng cháy ngăn cách không khí cháy
lọt xuống cát te. Điều kiện làm việc của xéc măng chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn,
ma sát mài mòn nhiều, chịu sự ăn mòn hoá học của khí cháy và dầu nhờn. Do đó
xéc măng khí thứ nhất đợc mạ một lớp crôm chiều dầy lớp mạ là 0,08- 0,13 mm xéc
măng khí có dạng một vòng thép hở miệng có tiết diện ngang là hình thang, để tăng
khả năng bao kín
*Xéc măng dầu
Xéc măng dầu có nhiệm vụ gạt dầu bám trên thành vách xi lanh chảy về cát te.
Ngoài tác dụng gạt dầu, xéc măng dầu còn san đều một lớp dầu trên mặt xi lanh,
xéc măng dầu động cơ M21 là loại xéc măng dầu đơn.
2.1.2.2.Thanh truyền
Thanh truyền là chi tiết nối pít tông với truc khuỷu thanh truyền có tác dụng
truyền lctác dụng trên pít tông xuống trục khuỷu biến chuyển động tịnh tiến của pít
tông thành chuyển động quay của truc khuỷu. Nó đợc chế tạo từ thép hợp kim
452. Khi động cơ làm việc thanh truyền chịu lực khí thể lực quán tính của các khối
lợng chuyển động tịnh tiến của nhóm pít tông, lực quán tính của thanh truyền. Các
lực này luôn luôn thay đổi theo chu kỳ kể cả giá trị số và dấu, nên thanh truyền có
tính chịu va đập mạnh kết cấu của thanh truyền gồm 3 phần: đầu nhỏ, thân, đầu to.
Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng
4
Đồ án môn học Động cơ đốt trong
Đầu nhỏ thanh truyền: có dạng hình trụ mỏng. Trên đầu nhỏ có khoan lỗ hứng
dầu bôi trơn cho bạc lót đầu nhỏ thanh truyền. Bạc đầu nhỏ thanh truyền đợc chế

tạo bằng đồng. Trên bạc có khoan lỗ để trùng với lỗ hứng dầu trên đầu nhỏ thanh
truyền.
+Thân thanh truyền : thân thanh truyền có tiết diện ngang hình chữ I loại này
có u điểm là giảm đợc trọng lợng cho thanh truyền mà độ cứng vẫn bảo đảm.
+Đầu to thanh truyền: đợc chia thành 2 nửa, nửa trên làm liền với thân, đầu to
thanh truyền đợc lắp với trục khuỷu thông qua bạc lót. Bạc lót cũng đợc chia làm 2
nửa, bạc đợc định vị với đầu to bằng vấu lỡi gà. Trên bạc đầu to thanh truyền có
khoan lỗ dẫn dầu bôi trơn, khi lỗ này trùng với lỗ dầu của chốt trục khuỷu thì dầu đ-
ợc phun ra để bôi trơn cho thành xi lanh và cam cơ cấu phân phối khí.
Khối lợng nhóm thanh truyền 1021g. Trong đó đầu to nặng 744g, đầu nhỏ
nặng 277g.
2.1.3.Trục khuỷu
Trục khuỷu là một trong những chi tiết quan trọng nhất của động cơ. Trục
khuỷu tiếp nhận lực từ thanh truyền biến chuyển động tịnh tiến của nhóm pít tông
thành chuyển động quay của chính nó, truyền mo men xoắn qua hệ thống truyền lực
làm cho bánh xe quay và các thiết bị khác làm việc. Trong quá trình làm việc trục
khuỷu chịu tác dụng của lực khí thể, lực quán tính chuyển động tịnh tiến, lực quán
tính chuyển động quay. Nhữnglực này có trị số rất lớn và thay đổi theo chu kỳ nên
có tính va đập mạnh. Trục khuỷu độnh cơ M21 là loại trục khuỷu nguyên, có đủ cổ
trục. Trên trục khuỷu có gia công 5 cổ trục khuỷu, trục khuỷu đợc đúc bằng gang
cầu. Trục khuỷu gồm các thành phần : đầu trục khuỷu, cổ trục khuỷu, chốt khuỷu,
má khuỷu và đuôi trục khuỷu.
+Đầu trục khuỷu: dùng để lắp bánh răng dẫn động trục cam, bánh đai (pu
li)dẫn
động quạt gió và đai ốc khởi động để khởi động động cơ bằng tay.
+Chốt khuỷu và cổ trục khuỷu: đợc làm rỗng để giẩm trọng lợng và chứa dầu
bơi trơn cho bạc đầu to thanh truyền và bạc cổ trục.
+ Bạc cổ trục và bạc cổ chốt khuỷu: đều đợc chia làm hai nửa và đợc định vi
bằng vấu lỡi gà. Gộp thép của bạc lót và bạc cổ trục đợc chế tạo bằng thép các bon
thấp, bề mặt làm việc đợc phủ một lớp hợp kim chống mòn COC- 66. Chiều dày của

bạc cổ trục là 2,25 (-0,013) . Bạc lót đầu to thanh truyền dày 2,237(-0,020) mm .
Khối lợng của bộ phận trục khuỷu nặng 16900g.
2.1.4 Bánh đà
Bánh đà có nhiệm vụ chủ yếu là đảm bảo tốc độ góc của trục khuỷu đợc đồng
đều. Bánh đà động cơ M21 có dạng đĩa đợc đúc bằng gang trên bánh đà có ép vành
răng bằng thép để khởi động động cơ bằng động cơ điện. Bánh đà đợc tiến hành cân
bằng động cùng với trục khuỷu và đợc liên kết với trục khuỷu nhờ 4 bu lông. Trên
bánh đà có ghi các ký hiệu ĐCT và góc đánh lửa sớm .
Khối lợng của bánh đà nặng 12500g.
2.2. Cơ cấu phối khí
Trên động cơ M21 bố trí cơ cấu phân phối khí xu páp treo .
Với cơ cấu phối khí xu páp treo bảo đảm cho buồng cháy nhỏ gọn, chống cháy
kích nổ tốt nên có thể tăng đợc tỉ số nén và làm cho dạng đờng thải, nạp thanh
thoát, khiến sức cản khí động giảm nhỏ, đồng thời do có thể bố trí xu páp hợp lí
Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng
5
Đồ án môn học Động cơ đốt trong
hơn nên có thể tăng đợc tiết diện lu thông của dòng khí khiến hệ số nạp tăng. Cấu
tạo cơ cấu phối khí gồm các chi tiết chính sau : trục cam, xu páp, con đội, đũa đẩy,
cò mổ

1-trục cam; 2-con đội; 3-đũa đẩy; 4- đế xu páp; 5-thân xu páp; 6- ống dẫn h-
ớng; 7-vai ống dẫn hớng; 8- đế tựa lò xo; 9- lò xo; 10-đệm chắn dầu; 11- đĩa lò xo;
12- móng hãm; 14-cò mổ; 15-vít điều chỉnh; 16- đai ốc hãm.
2.2.1. Xu páp
Trên động cơ M21 gồm 4 xu páp nạp; và 4 xu páp xả đợc lắp trên nắp máy
thành một dãy. Các xu páp đợc dẫn động từ trục cam thông qua con đội, đũa đẩy và
dàn cò mổ. Các xu páp làm việc trong điều kiện rất xấu; chịu tải động và phụ tải
nhiệt rất lớn nhất là đối với xu páp thải.
* Xu páp nạp

Xu páp nạp làm bằng thép. Tán nấm dạng
lõm, giữa thân và tán nấm có bán kình góc lợn
lớn để cải thiện tình trạng lu thông của dòng
khí nạp vào xi lanh, đồng thời tăng độ cứng
vững cho xu páp, giảm đợc trọng lợng. Phần
đuôi đợc tôi cứng.
* Xu páp thải.
Xu páp thải làm bằng thép chịu nhiệt.
Nấm xu páp thải dạng lồi Phần đuôi đợc tôi
cứng để tránh mòn và có rãnh để lắp móng hãm
giữa đuôi xu páp và lò xo xu páp.
Móng hãm hình côn gồm 2 nửa với kiểu
lắp này có kết cấu đơn giản, độ an toàn cao, và
không gây nên ứng suất tập trung trên đuôi xu
páp. Để dễ sửa và tránh hao mòn cho nắp xi
lanh ở chỗ lắp xu páp ngời ta lắp ống dẫn hớng. ống dẫn hớng có dạng hình trụ rỗng
đợc đóng ép vào nắp xi lanh đến một khoảng cách nhất định.
Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng
6
Đồ án môn học Động cơ đốt trong
+ Đế xu páp hình ống mặt trong đợc vát góc theo góc vát của tán nấm và đợc
đóng trên nắp máy
+ Lò xo xu páp hình trụ hai đầu đợc quấn sít với nhau và mài phẳng.
2.2.2. Trục cam
Trục cam đợc chế tạo bằng thép hợp kim thành phần các bon thấp. Trục cam
gồm 5 cổ trục. Trên trục cam có 4 cam nạp và 4 cam thải. Các cam nạp và các cam
thải đợc làm liền trục, trên trục cam còn có bánh lệch tâm để dẫn động bơm xăng.
trục cam đợc dẫn động từ trục khuỷu bằng cặp
bánh răng riêng. Bánh răng trên trục cam đợc
làm bằng gỗ phíp còn moay ơ bằng gang.

Trên bánh răng đó có hai lỗ ren để tiện tháo
lắp.
Để hạn chế sự dịch chuyển dọc chục của
trục cam ngời ta dùng ổ chắn dọc trục ổ chắn
gồm có mặt bích 2 bằng thép đợc cố định
trênmặt đầu của thân máy bằng bu lông. Một
mặt của mặt bích 2 tiếp xúc với mặt đầu của
cổ trục cam, mặt kia cách mặt đầu của moay ơ bánh răng cam một khe hở khoảng
0,1- 0,2 mm. Trị số khe hở dọc trục này do chiều dài của vòng chắn 3 quyết định.
Vòng chắn 3 lắp trên đầu ổ chục cam và bị bánh răng cam ép sát vào mặt đầu của ổ
chục cam. Trong quá trình sửa chữa sau này để điều chỉnh khe hở đúng quy định
chỉ cần thay đổi chiều dài của vòng chắn 3.
Dầu bôi trơn mặt ma sát của ổ chắn đợc dẫn từ cổ chục cam tới. Ngoài mặt
bích hai còn đợc bôi trơn bằng dầu vung té. Trong hộp bánh răng cam trên các bánh
răng trục khuỷu và bánh răng trục cam có hai dấu khi lắp ráp phải để các dấu trùng
nhau để đảm bảo góc pha phối khí (hình 5).
2.2.3. Con đội
Con đội có dạng hình trụ rỗng, để tránh hiện tợng mòn vẹt mặt con đội hoặc
mặt cam. Con đội đợc làm bằng thép. Phần mặt cầu tiếp xúc với cam đợc tôi cứng
để chống mòn trong quá trình làm việc.
2.2.4. Đũa đẩy
Đũa đẩy là một thanh thép nhỏ hình trụ rỗng dùng để truyền lực từ con đội đến
đòn bẩy, hai đầu đũa đẩy hàn với đầu tiếp xúc hình cầu để tiếp xúc với con đội và
chụp trên cò mổ. Các đầu tiếp xúc này đợc tôi cứng để giảm mài mòn.
2.2.5. Cò mổ.
Đòn bẩy là chi tiết chuyền lực trung gian, một đầu tiếp xúc với đũa đẩy, một
đầu tiếp xúc với đuôi xu páp. Đầu tiếp xúc với đũa đẩy có vít điều chỉnh và đợc hãm
bằng đai ốc. Đầu tiếp tiếp xúc với đuôi xu páp có mặt tiếp xúc phẳng và đợc tôi
cứng để chống mòn.
Mặt ma sát giữa trục và bạc lót ép trên đòn bẩy đợc bôi trơn bằng bầu nhờ chứa

trong phần rỗng của trục. Đòn bẩy đợc dập bằng thếp các bon trong bình.
2.3. Hệ thống bôi trơn
Hệ thống bôi trơn động cơ M21(hình 6) là hệ thống bôi trơn bằng dầu có áp
lực kết hợp với vung té dầu.
2.3.1. Nhiệm vụ của hệ thống bôi trơn động cơ M21
Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng
7
Đồ án môn học Động cơ đốt trong
Nhiệm vụ hệ thống bôi trơn là bôi trơn tất cả các bề mặt ma sát, làm giảm tổn
thất ma sát, làm mát ổ trục đồng thời tẩy rửa mặt ma sát. Ngoài ra hệ thống bôi trơn
còn làm nhiệm vụ bao kín giữa pit tông, xéc măng và thành xi lanh.
2.3.2. Nguyên lí làm việc
Khi động cơ làm việc, thông qua hệ thống dẫn động làm cho bơm dầu 1 làm
việc: dầu đợc hút từ cát te qua phao dầu (3) dầu đợc bơm dầu đẩy tới bầu lọc dầu,
bầu lọc đợc làm sạch và theo các đờng dầu chính đi bôi trơn cho bạc trục khuỷu.
Trục cam và một phần dầu đợc đẩy lên bôi trơn cho bạc dầu còn mổ.
Khi nhiệt độ dầu vợt quá quy định dầu đợc qua két mát dầu 5 và đợc làm mát
sau đó trở về cat te tiếp tục hành trình tiếp theo.
2.3.3. Kết cấu cụ thể của hệ thống
Hệ thống bôi trơn động cơ M21gồm các bộ phận chính nh sau:
Bơm dầu, bộ lọc dầu, két mát dầu
Hệ thống bôi trơn
1- bơm dầu; 2- nút xả dầu; 3- phao hút dầu; 4- van an toàn; 5- két mát dầu; 6-
khoá két mát; 7- bộ cảm biến áp suất dầu; 8-bộ cảm biến báo hỏng; 9- bầu lọc dầu;
10-lỗ dầu bôi trơn cho cặp bánh răng phối khí.
2.3.3.1. Bơm dầu
Bơm dầu động cơ M21là loại bơm dầu dùng một cặp bánh răng. Kết cấu của
bơm dầu gồm:
Nắp 10 và vỏ 5 đợc chế tạo bằng hợp kim nhôm, giữa thân và vỏ đợc lắp một
tấm đệm nhựa dày. Cặp bánh răng bơm dầu là cặp bánh răng thẳng, bánh răng chủ

động 6, làm bằng thép đã đợc lắp với trục (4) bằng then. Bánh răng bị động 7 cũng
đợc làm bằng thép và đợc lắp quay tự do trên chục bị động nhờ bạc. Trên bơm dầu
còn đợc bố trí một van an toàn 2.
Nguyên lí làm việc:
Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng
8
Đồ án môn học Động cơ đốt trong
Khi động cơ làm việc, thông qua hệ thống dẫn động làm trục (4) và bánh răng
chủ động 6 quay. Bánh răng bị động 7 quay theo. Dầu đợc hút từ phao dầu vào
khoang thấp áp đợc cặp bánh răng ăn khớp đẩy sang khoang cao áp đi bôi trơn cho
hệ thống. Khi áp suất trên đờng dầu chính vợt quá giá trị cho phép, dầu đẩy van an
toàn 2, nén lò so 3 lại, van an toàn mở ra. Dầu đợc chảy về đờng dầu thấp áp.
2.3.3.2. Bầu lọc dầu
Trên động cơ M21 nắp bầu lọc dầu là loại bầu lọc thấm. Lõi lọc bằng vòng dạ
đợc xếp xen kẽ với nhau thành các khe hở lọc. Dầu nhờn có áp suất cao đợc bơm
dầu tới thấm qua các khe hở nhỏ của các vòng dạ. Do đó các tạp chất có đờng kính
hạt lớn hơn kích thớc khe hở đều bị giữ lại không chui qua phần tử lọc. Dầu bôi trơn
đợc lọc sạch qua các rãnh ra đờng dầu chính đi bôi trơn cho hệ thống. Khi các phần
tử lọc hoàn toàn bị tắc do cặn bẩn thì van thông qua sẽ mở dầu đợc lọc chảy vào hệ
thống bôi trơn động cơ.
Van thông qua mở khi có sự chênh lệch áp suất là 0,6-0,75 KG/cm
2
giữa điểm
đầu vào bầu lọc và điểm đầu ra khỏi bầu lọc. Khi đó cần phải tiến hành thay thế lõi
lọc.
2.3.3.3. Két làm mát dầu nhờn
Két làm mát dầu nhờn động cơ M21 là loại két làm mát dầu nhờn bằng không
khí. Két mát dầu đợc lắp phía trớc két làm mát nớc. Kết cấu gồm: ống dẫn dầu
bằng đồng đợc xếp hình chữ U, ống này đợc đặt vào các phiến tải nhiệt.
Nguyên lý: Dầu có nhiệt độ cao đợc dẫn vào ống dẫn dầu hình chữ U, nhờ quạt

gió của động cơ hút gió qua các phiến tải nhiệt. Đa nhiệt của dầu nhờn tản ra ngoài
* Thông gió hộp trục khuỷu:
Thông gió hộp trục khuỷu động cơ M21 là kiểu thông gió tự nhiên. Khi động
cơ làm việc khí cháy lọt từ buồng cháy xuống hộp trục khuỷu làm cho áp suất,
nhiệt độ trong hộp trục khuỷu tăng so với môi trờng bên ngoài. Lúc này áp suất khí
trong hộp trục khuỷu thông qua ống dẫn nối thông hộp trục khuỷu với khí trời.
2.4. Hệ thống làm mát.
Hệ thống làm mát động cơ M21 có nhiệm vụ thực hiện quá trình truyền nhiệt
các chi tiết bị nung nóng của động cơ cho nớc làm mát để bảo đảm cho các chi tiết
không bị quá nóng. Đồng thời giữ cho trạng thái nhiệt của động cơ đợc ổn định.
Trên động cơ M21 sử dụng hệ thống làm mát bằng nớc, kiểu kín tuần hoàn cỡng
bức nhờ bơm nớc.
Nguyên lí của hệ thống làm mát đợc trình bày trên (hình 9).
* Nguyên lí làm việc của hệ thống:
Khi động cơ làm việc thông qua cơ cấu dẫn động làm cho bơm nớc làm việc.
Nớc lạnh từ kết mát đợc bơm nớc đẩy vào các đờng dẫn vào các khoang trong nắp
máy rồi theo các đờng dẫn trên nắp máy trở về két mát và bơm nớc.
Để duy trì nhiệt độ nớc làm mát trong hệ thống đợc ổn định trên hệ thống làm
mát có bố trí van hằng nhiệt 5.
Khi nhiệt độ nớc trong hệ thống nhỏ hơn 70
0
C van hằng nhiệt 5 đóng đờng
nớc ra két mát. Nớc đợc tuần hoàn cỡng bức từ bơm nớc đến các khoang trên nắp
máy để làm mát cho hệ thống.
- Khi nhiệt độ nớc làm mát lớn hơn 80
0
C, dới tác dụng của nhit độ van hằng
nhiệt mở hoàn toàn. Nớc từ bơm nớc vào các khoang trên lắp máy.Khi ra khỏi nắp
máy nớc có nhiệt độ cao đợc dẫn vào trong két mát nhờ van hằng nhiệt 5 mở .Sau
Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng

9
Đồ án môn học Động cơ đốt trong
khi qua két nớc.Nớc đợc làm mát quay trở về bơm nớc thực hiện chu trình tiếp
theo.
Để kiểm tra nhiệt độ của nớc làm mát trên bảng đồng hồ có lắp đồng hồ báo
nhiệt độ nớc. Ngoài ra còn lắp một bộ cảm biến báo lên đèn nguy hiẻm trên ca bin
buồng lái. khi đèn sáng l báo hiệu động cơ quá nóng quá nóng.
2.4.1.Bơm nớc
Bơm nớc động cơ M21 là kiểu bơm nớc kiểu ly tâm đợc bố trí ở mặt đầu của
thân máy. Trục bơm nớc trùng với trục quạt gió. Cấu tạo của bơm nớc đợc trình b y
trên (hình 10. )
Vỏ bơm nớc làm bằng hợp kim nhôm có mặt bích lắp ghép với mặt đầu của
thân máy. Cánh bơm nớc 9 đợc làm bằng chất dẻo. Trục bơm nớc đợc quay trên 2 ổ
bi cầu và đợc làm kín bằng màng cau su chịu nớc 7 và xo ép 8.
*Nguyên lý l m việc
Khi động cơ làm việc thông qua hệ thống dẫn động làm trục bơm 2 và cánh
bơm 9 quay. Dới tác dụng của lực ly tâm, các phần tử nớc bị dồn từ trong ra ngoài
với áp suất cao nớc đợc bơm đi làm mát cho hệ thống.
Hình 9: Hệ thống làm mát động cơ M21
1-van xả nớc; 2- đòng nớc từ két mát ra bơm nớc; 3- trục bơm nớc; 4- buli nớc;
5- van hằng nhiệt; 6- két mát; 7- quạt gió; 8- đờng dẫn nớc ra két làm mát; 12- thân
máy; 13- van tháo nớc.
Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng
10
Đồ án môn học Động cơ đốt trong
Hình 10: Bơm nớc động cơ M21.
1- đai ốc hãm; 2- trục bơm nớc; 3- vỏ bơm nớc; 4- lỗ kiểm tra mỡ vòng bi;
5- vú mỡ ; 6- bạc chặn dọc trục ; 7- vòng đệm l m kín; 8- màng cau su; 9- lò xo ;
10- cánh bơm nớc; 11- bu lông bắt cánh bơm ; 13- vòng bi; 12- lỗ kiểm tra ro nớc
2.4.2. Van hằng nhiệt

Van hằng nhiệt nhằm duy trì trạng thái nhiệt ổn định cho động cơ khi đóng
hoặc mở đờng nớc vào két mát. Van hằng nhiệt động cơ M21 loại van kiểu hộp xếp
đợc lắp trên đờng nớc ra khỏi động cơ.
Nguyên lý làm việc của van hằng nhiệt đợc trình bày nh sau:
Cần đẩy 8 đợc lắp chặt với hộp xế (9) có chứa chất lỏng giãn nở có thành phần
là 1/3 rợu êtylíc 2/3 là nớc cất.
Hình 11: Van hằng nhiệt động cơ M21
1- vỏ của bơm nớc; 2- giá; 3, 7- tấm điệm; 4- vỏ van hằng nhiệt; 5- nớc ra két
mát; 6- van ; 8- cần đẩy van; 9- hộp xếp.
Khi nhiệt độ nớc trong hệ thống thấp hơn 70C, trong hộp xếp 9 cha bị giãn
nở do đó van 6 đóng. Nớc làm mát không vào két mát đợc và chỉ tuần hoàn từ bơm
nớc vào nắp xi lanh và ngợc lại.
Khi nhiệt độ nớc trong hệ thống lớn hơn 70C (70ữ72C), chất lỏng trong
hộp xếp bị giãn nở làm cần 8 đẩy van 6 mở. Nớc trong hệ thống bắt đầu vào két
mát. Khi nhiệt độ lớn hơn 80C (từ 80ữ85C) chất lỏng giãn nở trong hộp xếp bị
Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng
11
Đồ án môn học Động cơ đốt trong
giãn nở mạnh làm cần đẩy 8 đẩy van 6 mở hoàn toàn. Nớc có nhiệt độ cao chủ yếu
đi qua van hằng nhiệt vào két làm mát.
2.4.3 Két làm mát (két nớc)
Két làm mát dùng để hạ nhiệt độ của nớc từ động cơ ra rồi lại đa trở vào làm
mát động cơ.
Trên động cơ M21 két làm mát đợc đặt phía trớc quạt gió. Kết cấu của két làm
mát gồm 3 phần chủ yếu: ngăn trên, ngăn dới và giàn ống truyền nhiệt, ngăn trên
chứa nớc nóng, ngăn dới chứa nớc nguội và giàn ống truyền nhiệt nối ngăn trên và
ngăn dới với nhau. Hiệu suất truyền nhiệt của bộ phận truyền nhiệt phụ thuộc chủ
yếu vào tốc độ lu động của 2 dòng môi chất (môi chất toả nhiệt là nớc và môi chất
thu nhiệt là không khí) vì vậy để tăng hiệu suất truyền nhiệt, phía sau két nớc đợc
bố trí quạt gió để hút gió đi qua giàn ống truyền nhiệt. Kết cấu của bộ phận giàn

ống truyền nhiệt gồm nhiều ống dẫn nớc dẹt làm bằng đồng bố trí thành hàng cắm
trong các lá tản nhiệt. Các lá tản nhiệt cũng đợc làm bằng đồng đợc hàn vào ống
dẫn nớc và sắp thành các hàng song song với nhau tạo thành các khe để cho gió lọt
qua.
* Nguyên lý làm việc:
Nớc nóng từ khoang trên chảy trong các ống dẹt xuống khoang dới (khoang
chứa nớc nguội) trong khi chảy qua ống nhiệt của nớc đợc truyền qua thành ống
truyền vào các lá tản nhiệt. Quạt gió hút gió qua các khe của các lá tản nhiệt, truyền
nhiệt ra môi trờng bên ngoài.
Để giảm lợng nớc bốc hơi trên két mát động cơ M21 có bố trí nắp két mát
(hình 12)
Hình 12: Nắp két mát động cơ M21
1- vỏ; 2- lò xo van xả hơi nớc; 3- đế lò xo; 4- tấm đệm van xả; 5- van hút; 6- đế
van xả; 7- lỗ xả
Khi nhiệt độ nớc trong két mát lớn hơn 90C và áp suất trong két bằng 0,45
0,6 Kg/cm, dới áp suất này ép lò xo van xả, van xả mở đồng thời van hút đóng hơi
nớc đợc xả ra ngoài, qua van xả thông ra lỗ xả 7. Còn khi áp suất trong két giảm
xuống 0,010,1 Kg/cm, dới tác dụng của lò xo 2 van xả đóng lại đồng thời van hút
không khí 5 mở cho không khí lọt vào trong két mát.
2.5 Hệ thống nhiên liệu
Hệ thống nhiên liệu động cơ M21 có nhiệm vụ chuẩn bị và cung cấp hỗn hợp
hơi xăng và không khí cho động cơ bảo đảm số lợng và thành phần của khí hỗn hợp
luôn luôn phù hợp với chế độ làm việc của động cơ.
Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng
12
Đồ án môn học Động cơ đốt trong
* Nguyên lý làm việc của hệ thống:
Khi động cơ làm việc qua cơ cấu dẫn động làm bơm xăng 5 hoạt động, nhiên
liệu đợc hút từ các thùng chứa qua khoá 3 nấc 4 vào bầu lọc nhiên liệu 3. Nhiên liệu
đợc bơm xăng đẩy vào bầu lọc tinh 6, vào chế hoà khí 7 nạp vào xi lanh động cơ.

Hệ thống nhiên liệu động cơ M21 gồm các thiết bị chính sau: Thùng nhiên
liệu, bầu lọc thô, bơm xăng, bầu lọc tinh, chế hoà khí
2.5.1 Thùng nhiên liệu
Trên hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ M21 đợc bố trí 2 thùng nhiên liệu.
Thể tích mỗi thùng là 39 lít, thùng nhiên liệu đợc dập bằng tôn và bắt với khung xe
bằng các đai thép. Trên thùng có lắp bộ cảm biến báo mức xăng trong thùng. Trên
thùng xăng có ống phễu để đổ xăng vào thùng, có nắp để đạy kín phễu. Phía dới
mỗi thùng có lỗ xả cặn bẩn.
Để tránh hiện tợng bốc hơi và hiện tợng sóng sánh của xăng trong thùng trên
nắp có lắp van hút và van xả đặc biệt. Cấu tạo nắp thùng nhiên liệu đợc trình bày
trên.
* Nguyên lý làm việc:
Khi áp suất trong thùng vợt qua áp suất khí trời khoảng 85-140 mm Hg, áp
suất này đẩy cho van xả mở. Còn khi trong thùng có độ chân không lên tới 10-25
mm Hg thì van hút mở để hút không khí ngoài trời vào thùng.
Hình 13: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ M21
1,8- thùng chứa nhiên liệu; 2- nút xả cặn bẩn bầu lọc thô; 3- bầu lọc thô;4-
khoá 3 nấc; 5- bơm xăng; 6- bầu lọc tinh; 7- chế hoà khí
2.5.2 Bầu lọc thô nhiên liệu
Bầu lọc thô nhiên liệu làm nhiệm vụ lọc sạch nớc và tạp chất cơ học lẫn trong
xăng trớc khi vào bơm xăng.
Cấu tạo bầu lọc thô nhiên liệu động cơ M21 đợc giới thiệu trên hình 15.
Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng
13
Đồ án môn học Động cơ đốt trong
Hình 15: Bầu lọc thô nhiên liệu động cơ M21
1- đệm, 2- nắp, 3- bu lông; 4- đệm của phần tử lọc; 5- phần tử lọc; 6- bầu chứa;
7- nút xả; 8- các tấm lõi lọc. a- lỗ để xăng đi qua; b- vấu lồi.
Lõi lọc 5 gồm nhiều lá đồng thanh mỏng 8 xếp lên nhau tạo thành. Chiều dày
của lá đồng là 0,14 mm. Mỗi lá đều có những điểm lồi b nhô nên khoảng 0.05 mm

và các lỗ a để xăng đi qua, các lá đồng đợc lồng vào đũa thép rồi dùng lò xo ép, ép
chúng lại với nhau. Do đó giữa các lá đồng hình thành các khe hở, chiều rộng của
những khe hở này vừa bằng chiều cao của các điểm lồi trên mỗi lá.
* Nguyên lý:
xăng đợc bơm từ bơm xăng tới vào bầu chứa 6, xăng lách qua những khe hở
giữa các lá rồi theo lỗ a ra cung cấp cho hệ thống. Các tạp chất cơ học có đờng kính
hạt lớn hơn 0,05 mm đều đợc giữ lại trên mặt lõi lọc lắng đọng lại trong bầu cùng
với nớc và đợc xả ra ngoài theo lỗ của nút 7 theo định kỳ.
2.5.3. Bầu lọc tinh nhiên liệu
Ngoài bầu lọc thô kể trên,trên hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ M21 ngời
ta còn bố trí bầu lọc tinh nhiên liệu .Lõi lọc tinh 3 đợc làm bằng gốm, cốc lõi lọc 5
đợc làm bằng chất dẻo. Lò xo 4 luôn ép phần tử lọc 3 vào tấm đệm (2). Xăng đợc
thấm qua lõi lọc gốm do đó chất lợng lọc rất tốt.
2.5.4.Bơm xăng
Bơm xăng động cơ M21 là loại bơm màng dẫn động bằng cơ khí.
Bơm xăng gồm nắp thân bơm, thân bơm và vỏ đợc chế tạo bằng hợp kim
nhôm. Trên nắp bơm có bố trí đờng dẫn xăng vào và đờng dẫn xăng ra. Cụm van
gồm các van nạp 9, van xả 14 các van đều có cấu tạo giống nhau, lá van làm bằng
cao su chịu xăng. Giữa thân bơm 15 và vỏ 7 có nắp màng bơm xăng 8.Màng bơm đ-
ợc làm bằng vải có tẩm cao su chịu xăng. Trục màng bơm 4 đầu trên đợc lắp chặt
với màng bơm nhờ đai ốc đầu dới đợc liên kết với đầu cần bơm máy trục bán
nguyệt của cần bơm tay luôn đợc giữ ở vị trí không tỳ lên đầu trong cần bơm máy
nhờ lò xo hồi vị 20.
*Nguyên lý làm việc:
+Chế độ bơm máy
Khi động cơ làm việc thông qua bánh lệch tâm trục của cam quay ở vị trí gờ
cao của cam tiếp xúc với đầu ngoài cần bơm máy làm cho đầu ngoài đi lên đầu
trong kéo màng bơm đi xuống nén lò xo màng bơm 6 lại , áp suất trong khoang trên
giảm làm cho cụm van nạp mở xăng qua van nạp vào điền đầy khoang này. Khi đầu
Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng

14
Đồ án môn học Động cơ đốt trong
ngoài cần bơm máy đi xuống do tác động của lò xo màng 6 làm đầu trong của cần
bơm đi lên, lò xo đẩy màng bơm đi lên , xăng bị nén lại do đó van xả 14 mở xăng đ-
ợc đẩy theo đờng ống dẫn tới bộ chế hoà khí.
+ Chế độ bơm tay
Trớc khi khởi động động cơ để lâu, ngời ta điềukhiển lắc cần bơm tay trong
mặt phẳng đứng làm cho trục bán nguyệt dao động xoay quay trục. Đầu trong của
cần bơm đợc trục dẫn động lên xuống làm trục màng bơm kéo màng bơm đi xuống,
đi lên và xăng đợc bơm ra khỏi bơm nh cần bơm máy.
Chú ý : Chỉ bơm tay đợc khi đầu ngoài của cần bơm máy ở vị trí thấp nhất.
Khi áp suất đờng ra của bơm tăng lên ( bộ CHK đầy xăng ) làm cho màng bơm
chùng xuống. Do vậy mặc dù hành trình của đầu trong cần bơm không thay đổi, nh-
ng hành trình của màng bơm giảm nhiều. Hành trình này phụ thuộc vào áp suất của
đờng xăng ra.
2.5.5. Bộ chế hoà khí
Trên động cơ M21 bố trí bộ chế hoà khí K129B bộ chế hoà khí K129B có
nhiệm vụ tạo hỗn hợp giữa hơi xăng vào không khí để cung cấp cho động cơ một
hỗn hợp công tác có thành phần và số lợng thích hợp. Đây là loại chế hoà khí có
một buồng phao, 2 họng khuyếch tán, dẫn động điểu khiển bằng cơ khí.
*Các thông số về lu lợng nhiên liệu và không khí qua gíc lơ của hệ thống chính
và hệ thống không tải.
-Lu lợng nhiên liệu qua gíc lơ chính là
phcm /385
35

-Lu lợng nhiên liệu qua gíc lơ không tải là
phcm /55
35,1

-Lu lợng nhiên liệu qua gíc lơ không khí chính
phcm /175
34

-Lu lợng không khí chính của hệ thống không tải là
phcm /390
39

*Nguyên lý làm việc của bộ chế hoà khí K129B
Nguyên lý làm việc của bộ chế hoà khí K129B có thể chia làm 5 chế độ : Chế
độ khởi động, chế độ không tải, chế độ tải trung bình ( tải cục bộ ), chế độ hoàn tải
và chế độ tăng tốc.
+Chế độ khởi động:
Khi khởi động ngời lái kéo cần điều khiển làm cho bớm gió 5 đóng kín, bớc ga
22 hé mở. Khi trục khuỷu quay tạo thành độ chân không lớn ( ở hành trình nạp )từ
xi lanh đến sau bớm ga tạo làm cho hệ thống chính và hệ thống không tải cùng làm
việc.
ở hệ thống phun chính, xăng đợc hút từ bầu phao qua gíc lơ nhiên liệu chính 16
hoà trộn với không khí qua gíc lơ không khí chính 8. Tạo thành chất nhũ tơng phun
vào họng khuyếch tán nhỏ 6. Đồng thời nhiên liệu đợc hút qua gíc lơ nhiên liệu của
gíc lơ không tải 17, nhiên liệu đợc hoà trộn với không khí qua gíc lơ không khí của
hệ thống . Không tải 9 tạo thành chất nhũ tơng phun vào không gian phía sau bớm
ga qua rãnh a và 21.
Khi động cơ đã làm việc, số vòng quay trục khuỷu tăng lên rất nhanh mà ngời
lái cha kịp mở bớm gió thì van tự động trên bớm gió 5 tự động mở ra bổ sung kịp
thời không khí vào ống khuyếch tán để tránh hỗn hợp quá đậm đặc.
+Chế độ không tải:
Bớm gió mở hoàn toàn, bớm ga mở nhỏ, rất nhỏ, do đó chế độ chân không sau
họng khuyếch tán 6 nhỏ, không đủ hút nhiên liệu ra khỏi vòi phun chính. Độ chân
không phía sau bớm ga lớn làm cho hệ thống không tải làm việc, nhiên liệu đợc hút

Gvhd: Tiến sỹ- Vy Hữu Thành Hvth: Tạ Quang Trờng
15