Lập quy trình lắp đặt, căn chỉnh và bảo dưỡng động cơ máy phát điện k457 (6y1214)

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

PHAN NHẬT TRUNG

TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN:
LẬP QUY TRÌNH LẮP ĐẶT, CĂN CHỈNH VÀ BẢO DƯỠNG
ĐỘNG CƠ MÁY PHÁT ĐIỆN K457(6ч 12/14)

Chuyên ngành : KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
PGS.TS. PHẠM VĂN THỂ

Hà Nội – Năm 2014


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................... 4
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... 5
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................... 6
DANH MỤC HÌNH VẼ ........................................................................................... 7
LỜI MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 9
Chương 1 – TỔNG QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA ĐỘNG CƠ VÀ ĐẶC
ĐIỂM KẾT CẤU ĐỘNG CƠ K457 ....................................................................... 11
1.1 Hướng phát triển của động cơ đốt trong ............................................................ 11
1.2 Tình hình sử dụng và phát triển của động cơ Diesel.......................................... 14
1.2.1 Tình hình sử dụng và phát triển của động cơ Diesel trên thế giới .................. 14

1.2.2.Tình hình phát triển và sử dụng động cơ Diesel tại Việt Nam ....................... 16
1.3. Thông số kỹ thuật của động cơ K457 ............................................................... 16
1.3.1. Đặc điểm ........................................................................................................ 16
1.3.2. Các thông số cơ bản của động cơ K457 ......................................................... 19
1.4. Một số cơ cấu và hệ thống chính của động cơ K457 ........................................ 19
1.4.1. Cơ cấu piston, thanh truyền, trục khuỷu ........................................................ 19
1.4.2.Cơ cấu phân phối khí ...................................................................................... 20
1.4.3.Hệ thống nhiên liệu ........................................................................................ 22
1.4.4.Hệ thống bôi trơn ............................................................................................ 25
1.4.5.Hệ thống làm mát ............................................................................................ 28
Chương 2: QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA, LẮP RÁP ĐỘNG CƠ
K457 ....................................................................................................................... 32
2.1. Quy trình tháo động cơ K457 trong xưởng sủa chữa ........................................ 32
2.2. Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa động cơ K457 .................................. 32
2.2.1. Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa cơ cấu trục khuỷu ......................... 32
2.2.2. Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa thanh truyền.................................. 37
2.2.3. Quy trình kiểm tra, sửa chữa, bảo dưỡng xilanh ............................................ 41
2.2.4. Quy trình kiểm tra, sửa chữa, bảo dưỡng piston ............................................ 43

1


2.2.5. Quy trình kiểm tra, xéc măng ......................................................................... 46
2.3. Những hư hỏng và cách sửa chữa một số chi tiết chính của hệ thống nhiên
liệu của động cơ K457 ............................................................................................. 48
2.3.1. Kiểm tra, sửa chữa bộ đôi piston – xi lanh .................................................... 48
2.3.2. Những hư hỏng, nguyên nhân, phương pháp, kiểm tra sửa chữa van triệt
hồi

....................................................................................................................... 50

2.3.3. Những hư hỏng và cách sửa chữa bơm thấp áp ............................................. 52
2.3.4. Kiểm tra, sửa chữa bộ điều chỉnh phun sớm .................................................. 53
2.3.5. Hư hỏng, kiểm tra, sửa chữa đường ống cao áp ............................................ 53
2.3.6. Hư hỏng vòi phun và cách sửa chữa căn chỉnh vòi phun............................... 54
2.4. Các dạng hư hỏng, quy trình kiểm tra, sửa chữa, khắc phục hư hỏng của
hệ thống bôi trơn ...................................................................................................... 59
2.4.1. Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng chính của hệ thống bôi trơn .................... 59
2.4.2. Kiểm tra hệ thống bôi trơn ............................................................................. 59
2.4.3. Bảo dưỡng hệ thống bôi trơn của động cơ K457 ........................................... 60
2.5. Quy trình kiểm tra sửa chữa một số chi tiết chính của hệ thống làm mát......... 65
2.5.1. Quy trình kiểm tra sửa chữa bơm nước ......................................................... 65
2.5.2. Quy trình kiểm tra sửa chữa két làm mát ....................................................... 66
Chương 3: QUY TRÌNH KIỂM TRA ĐỘNG CƠ SAU KHI ĐẠI TU ................... 70
3.1. Lắp động cơ lên móng, bệ máy ......................................................................... 70
3.1.1. Các yêu cầu cơ bản đối với móng, bệ máy .................................................... 70
3.1.2. Đặc điểm về kết cấu móng, bệ máy ............................................................... 71
3.1.3. Lắp đặt thiết bị lên móng – bệ........................................................................ 71
3.2. Kiểm tra và điều chỉnh bơm cao áp trên băng thử ............................................ 73
3.2.1. Các công việc chuẩn bị .................................................................................. 74
3.2.2. Trình tự kiểm tra và điều chỉnh ...................................................................... 74
3.3. Kiểm tra động cơ sau khi đại tu ........................................................................ 80
3.3.1. Kiểm tra chuẩn bị khởi động .......................................................................... 80
3.3.2. Kiểm tra khi khởi động .................................................................................. 80

2


3.3.3. Những hư hỏng thường xảy ra khi khởi động động cơ .................................. 81
3.3.4. Các thông số đo đạc động cơ khi thử sau khi đại tu ...................................... 83

KẾT LUẬN .............................................................................................................. 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 85

3


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu riêng của tôi. Các số liệu kết quả
nêu trong luận văn là trung thực chưa từng được công bố trong bất kỳ đề tài nghiên
cứu nào khác.
Người thực hiện

Phan Nhật Trung

4


LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian làm việc nghiêm túc, luận văn thạc sỹ của em đã
được hoàn thành dưới sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS Phạm Văn Thể. Em
xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Phạm Văn Thể trong
suốt quá trình nghiên cứu và viết đề tài đã nhiệt tình chỉ bảo phương hướng
nghiên cứu và truyền đạt cho em những kinh nghiệm, kiến thức quý báu để em
hoàn thành đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy giáo, cô giáo trong Viện Cơ
khí động lực – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình hướng dẫn,
đóng góp ý kiến giá trị cho luận văn của em.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới sự quan tâm, động
viên của gia đình, bạn bè và đồng nghiệp trong thời gian vừa qua đã giúp tôi
có thời gian và nghị lực để hoàn thành tốt nhất luận văn tốt nghiệp này./.

Tác giả

Phan Nhật Trung

5


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ne – Công suất động cơ.
Pe – Áp suất có ích trung bình của chu trình công tác.
Vh – Dung tích công tác của xilanh.
n- Số vòng quay của trục khuỷu.
τ – Số kỳ của động cơ.
D- Đường kính xilanh.
S- Hành trình piston.
ε- Tỷ số nén.
ge – Suất tiêu hao nhiên liệu.
φn- Góc phun sớm.
Ltt – Chiều dài thanh truyền.
mtt- Khối lượng nhóm thanh truyền.
nb- Tốc độ bơm.
Z – Số cánh của bơm công tác.
nmax – Số vòng quay khi điều tốc cắt hoàn toàn nhiên liệu.
nmin – Số vòng quay khi điều tốc bắt đầu cắt nhiên liệu.
Q max - Lượng nhiên liệu của nhánh cấp nhiều nhất.
Qmin- Lượng nhiên liệu của nhánh cấp ít nhất.
α- Góc mở sớm của xupap nạp.
R- Độ bóng.
ndc- Số vòng quay định mức của động cơ.
md- Khối lượng riêng của dầu diezen.

δ- Độ không đồng đều lượng nạp.
i: Số xylanh trong động cơ.
Pmax: Áp suất lớn nhất
Pmin: Áp suất nhỏ nhất
: Độ bóng

6


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Mặt cắt dọc động cơ K457 ............................................................ 17
Hình 1.2. Mặt cắt ngang động cơ K457 ........................................................ 18
Hình 1.3. Cơ cấu piston – thanh truyền động cơ K457................................. 20
Hình 1.4. Xu páp nạp, xu páp thải ................................................................ 21
Hình 1.5. Hệ thống nhiên liệu ....................................................................... 22
Hình 1.6. Vòi phun động cơ K457 ................................................................ 23
Hình 1.7. Bầu lọc tinh nhiên liệu động cơ K457 .......................................... 23
Hình 1.8. Bộ điều tốc động cơ K457 ............................................................ 24
Hình 1.9. Bơm cao áp .................................................................................. 25
Hình 1.10. Hệ thống bôi trơn ........................................................................ 26
Hình 1.11. Máng đáy dầu động cơ K457 ...................................................... 26
Hình 1.12. Bơm dầu bôi trơn động cơ K457 ................................................ 27
Hình 1.13. Bầu lọc ly tâm ............................................................................. 27
Hình 1.14. Bầu lọc thô .................................................................................. 28
Hình 1.15. Hệ thống làm mát ........................................................................ 29
Hình 1.16. Bơm nước động cơ K457 ............................................................ 29
Hình 1.17. Hệ thống khởi động bằng khí nén ............................................... 30
Hình 2.1. Kiểm tra khe hở cổ trục ................................................................. 35
Hình 2.2. Đo độ côn, ôvan ............................................................................ 36
Hình 2.3. Đo độ cong .................................................................................... 36

Hình 2.4. Đo đọ xoắn .................................................................................... 36
Hình 2.5. Kiểm tra độ dơ dọc trục ................................................................ 37
Hình 2.6. Kiểm tra độ cong ........................................................................... 38
Hình 2.7. Kiểm tra độ xoắn ........................................................................... 38
Hình 2.8. Đồ gá nắn thanh truyền ................................................................. 40
Hình 2.9. Doa lỗ đầu nhỏ thanh truyền ......................................................... 40
Hình 2.10. Vị trí mòn xi lanh ........................................................................ 42
Hình 2.11. Kiểm tra mòn côn, Ôvan xilanh .................................................. 42

7


Hình 2.12. Kiểm tra độ mòn piston ............................................................... 44
Hình 2.13. Cạo muội than ............................................................................. 45
Hình 2.14. Dùng bàn chải làm sạch .............................................................. 45
Hình 2.15. Làm sạch rãnh xéc măng............................................................. 45
Hình 2.16. Kiểm tra khe hở miệng................................................................ 46
Hình 2.17. Kiểm tra khe hở cạnh .................................................................. 47
Hình 2.18. Kiểm tra độ tròn .......................................................................... 47
Hình 2.19. Vị trí hao mòn piston .......................................................... ....... 48
Hình 2.20. Vị trí hao mòn xilanh .................................................................. 49
Hình 2.21. Kiểm tra bộ đôi piston xi lanh ..................................................... 50
Hình 2.22. Vị trí mòn van triệt hồi ................................................................ 51
Hình 2.23. Kiểm tra van triệt hồi .................................................................. 51
Hình 2.24. Kiểm tra bằng kinh nghiệm......................................................... 52
Hình 2.25. Bàn thử áp suất vòi phun............................................................. 56
Hình 2.26. Kiểm tra áp suất vòi phun ........................................................... 56
Hình 2.27. Điều chỉnh áp suất bằng cách thay căn đệm .............................. 57
Hình 2.28. Kiểm tra độ kín vòi phun ............................................................ 57
Hình 2.29. Kiểm tra độ phun rớt của vòi phun ............................................. 58

Hình 2.30. Kiểm tra dạng tia phun, độ tơi sương của kim phun ................... 58
Hình 2.31. Kiểm tra độ kín của nắp két nước ............................................... 67
Hình 3.1. Hình chiếu đứng sơ đồ bố trí chung bệ máy ................................. 70
Hình 3.2. Hình chiếu bằng sơ đồ bố trí chung bệ máy ................................. 71
Hình 3.3. Sơ đồ điều chỉnh cụm máy phát điện ............................................ 72
Hình 3.4. Sơ đồ cân chỉnh bơm cao áp ......................................................... 75

8


LỜI MỞ ĐẦU
Cùng với quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước, ngành công
nghiệp nói chung cũng như ngành động cơ nói riêng ngày càng khẳng định được vai
trò và vị thế của mình góp phần thúc đẩy nền kinh tế. Động cơ tạo ra nguồn năng
lượng rất lớn để sử dụng trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp, nông nghiệp, vận
tải...Nó được ứng dụng nhiều trong ô tô, máy bay, máy phát điện, tàu thủy...
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp thì máy phát điện
sử dụng động cơ đốt trong đang được sử dụng rộng rãi như là một nguồn điện dự
phòng không thể thiếu trong quá trình hoạt động sản xuất.
Tuy nhiên hiện nay ở nước ta ngành chế tạo động cơ vẫn còn gặp nhiều khó
khăn. Chúng ta vẫn phải nhập khẩu động cơ từ nước ngoài, ngành động cơ hiện nay
chủ yếu là sửa chữa, bảo dưỡng. Việc phải nhập khẩu động cơ từ nước ngoài dẫn
đến chi phí giá thành cao; việc sửa chữa, bảo dưỡng trong nước cũng gặp không ít
những khó khăn như: Thiếu thốn tài liệu kỹ thuật sửa chữa, thiết bị, phương tiện sửa
chữa và đặc biệt là vật tư phụ tùng thay thế. Điều đó đã dẫn đến thời gian động cơ
nằm sửa chữa bảo dưỡng kéo dài, chất lượng sửa chữa chưa được cao gây nên tổn
thất không nhỏ về mặt kinh tế.
*Lý do chọn đề tài:
Động cơ nói chung cũng như động cơ máy phát điện nói riêng sau một thời
gian làm việc đều phải có những bảo dưỡng, sửa chữa để duy trì tình trạng kỹ thuật

theo yêu cầu. Xuất phát từ những vấn đề đã nêu ở trên tác giả đã chọn đề tài: “Lập
quy trình lắp đặt, căn chỉnh và bảo dưỡng động cơ máy phát điện K457 (6Ч
12/14)”. Làm nội dung của luận văn của mình.
*Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu trên động cơ K457
*Phương pháp nghiên cứu: Dựa trên cấu tạo và nguyên lý làm việc của các
hệ thống trên động cơ và các thông số kỹ thuật của nhà sản xuất, lập các quy trình
kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa các hệ thống của động cơ nhằm nâng cao tuổi thọ của
động cơ.

9


*Ý nghĩa khoa học thực tiễn: Kết quả nghiên cứu đưa ra được các quy trình
kiểm tra, sửa chữa lắp đặt và căn chỉnh động cơ giúp thợ sửa chữa làm tài liệu tham
khảo trong quá trình tháo lắp và căn chỉnh, kiểm tra động cơ một cách tốt nhất giảm
thời gian sửa chữa bảo dưỡng, tăng tuổi thọ của động cơ và giảm chi phí bảo dưỡng,
tăng hiệu quả kinh tế.
Để đạt được mục đích trên, luận văn đã được thực hiện qua các phần chính
sau:
1-Tổng quan về sự phát triển của động cơ và đặc điểm kết cấu động cơ K457
Hướng phát triển của động cơ đốt trong và tình hình sử dụng và phát triển của
động cơ Diesel trên thế giới và ở ViệtNam.
Tìm hiểu các thông số cơ bản của động cơ, các chi tiết chính của các hệ thống
trên động cơ K457 nhằm phục vụ cho việc lập quy trình bảo dưỡng và sửa chữa.
2-Quy trình bảo dưỡng sửa chữa, lắp ráp động cơ K457.
Đưa ra các quy trình kiểm tra, sửa chữa bảo dưỡng các hệ thống chính của
động cơ K457.
3-Quy trình kiểm tra động cơ sau khi đại tu.
Đưa ra các bước kiểm tra đánh giá chất lượng của một số thiết bị trên băng thử
sau khi đã sửa chữa.

Cuối cùng kết luận và hướng phát triển của luận văn.
Luận văn được thực hiện tại viện Cơ khí Động lực – Trường Đại học Bách
khoa Hà Nội. Trong thời gian thực hiện đề tài, em đã được sự chỉ bảo, giúp đỡ của
toàn thể các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là thầy PGS.TS. Phạm Văn Thể đã trực
tiếp hướng dẫn và truyền cho em những kinh nghiệm thực tế để em hoàn thành luận
văn của mình. Kết quả ở đây tuy còn khiêm tốn nhưng phần nào đã khẳng định
được sự cố gắng của bản thân, kính mong sự chỉ bảo, góp ý kiến của các thầy cô
cùng các bạn đồng nghiệp để trong thời gian tới em có cơ hội giải quyết những vấn
đề còn tồn tại này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS . Phạm Văn Thể, cùng các thầy trong
bộ môn đã giúp đỡ em để hoàn thành luận văn này.

10


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA ĐỘNG CƠ
VÀ ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU ĐỘNG CƠ K457
1.1.Hướng phát triển của động cơ đốt trong
Như chúng ta đã biết, chiếc động cơ được ra đời đầu tiên vào năm 1860 và đến
năm 1897 chiếc động cơ diesel đầu tiên ra đời. Trải qua một thế kỷ động cơ đốt
trong liên tục phát triển mạnh mẽ. Ngày nay động cơ đốt trong đóng một vai trò rất
quan trọng trong hầu hết các ngành công nghiệp không chỉ ở nước ta mà còn trên
toàn thế giới. Trong khoảng 50 năm trở lại đây ngành động cơ đốt trong được phát
triển rất mạnh mẽ, với nhiều chủng loại cải tiến kỹ thuật mang tính đột phá, hiện đại
hóa công nghệ sản suất và tự động hóa quá trình điều khiển động cơ. Những cải tiến
chủ yếu nhằm tăng công suất động cơ, tăng độ tin cậy, tăng tính kinh tế và giảm
thiểu ô nhiễm môi trường.
Nhìn lại lịch sử phát triển của ngành động cơ đốt trong, ta thấy chiếc động cơ
đầu tiên chỉ đạt công suất 2 mã lực, hiệu suất 3% đến nay công suất của động cơ đốt

trong đã đạt 100.000 mã lực, hiệu suất đạt khoảng 37-38%. Chúng ta thấy xu hướng
phát triển về việc tăng công suất, tăng tính kinh tế, giảm ô nhiễm môi trường đang
đóng vai trò hết sức quan trọng.
Công suất động cơ phụ thuộc vào rất nhiều thông số, có thể biểu hiện dưới
dạng công thức sau:

Ne 

Pe .Vh .i.n
3

(1.1)

Trong đó :
Pe- Áp suất có ích trung bình của chu trình công tác (MN/ m2)
Vh- Dung tích công tác của xi lanh (dm3)
n- Số vòng quay của trục khuỷu

 - Số kỳ của động cơ
Như vậy xu hướng tăng công suất động cơ phải tiến hành các biện pháp tăng
thông số Pe, Vh, i, và n hoặc giảm số kỳ  .

11


+Tăng Pe: Khả năng tăng áp suất trung bình của động cơ là một trong những
giải pháp rất cơ bản liên quan trực tiếp đến việc nghiên cứu cải thiện quá trình cháy
trong động cơ, cải thiện quá trình hình thành khí hỗn hợp và dạng buồng cháy mới
cho động cơ diesel và động cơ xăng.
Đối với động cơ diesel, các loại buồng cháy ngăn cách và buồng cháy thống

nhất đã được nghiên cứu rất nhiều, các ưu điểm của các loại buồng cháy này đã
được phân tích rất tỉ mỉ. Kết cấu của buồng cháy diesel rất đa dạng, tuy nhiên đều
tuân theo một trong bốn nguyên lý hình thành khí hỗn hợp và khí đốt nhiên liệu sau
đây :
- Quá trình cháy không gian, toàn bộ các tia phun nhiên liệu không được chạm
vào mặt buồng cháy.
- Quá trình cháy nửa không gian, một phần tia nhiên liệu phun vào hoặc được
dòng cháy quét chạm vào mặt buồng cháy.
- Quá trình cháy màng hay còn gọi là quá trình cháy M, do kỹ sư Mooie người
Đức phát minh. Quá trình cháy màng ngược hẳn với quá trình cháy không gian, hầu
như toàn bộ tia nhiên liệu đều được phun lên mặt buồng cháy, tia mồi chiếm khoảng
7-8%. Nhiên liệu thu nhiệt bốc hơi và cháy từng lớp một như một “ Màng” nhiên
liệu. Quá trình M có ưu điểm lớn là cháy rất êm ái, tỷ số  P/   không quá lớn
như quá trình cháy không gian.
- Quá trình cháy mồi, nguyên lý này thường được dùng cho loại động cơ
GAZO-diezen mà ngày nay thường dùng cho động cơ nhiên liệu kép.
Ngoài vấn đề nghiên cứu không ngừng quá trình cháy nói trên. Một trong
những biện pháp tăng Pe có hiệu quả nhất là tăng áp suất khí nạp vào trong xi lanh
bằng cách dùng máy nén khí với kĩ thuật tăng áp. Ngày nay, áp suất trung bình đã
đạt trị số cao 12-18kg/cm2 (Trị số cao ứng với động cơ 4 kỳ).
+ Tăng Vh : Tăng dung tích công tác để tăng công suất động cơ thể hiện khá rõ
trong xu hướng tăng đường kính và hành trình piston như động cơ tàu thủy.
Ngày nay đường kính xilanh D đã vượt quá 1000mm và hành trình đạt tới
2000mm. Những loại động cơ này kích thước rất lớn, dài từ 20-25m rộng từ 7-8m,

12


cao từ 11-12m, trọng lượng động cơ thường nặng từ 3000-4000 tấn (Như động cơ
kiểu con trượt).

+ Tăng số xilanh i thường được áp dụng rất rộng rãi, nhất là với động cơ có
công suất trung bình. Khi tăng số xilanh, tính cân bằng động cơ tốt hơn, tính kinh tế
cũng tăng nhưng rất phức tạp (Như động cơ hình sao dùng cho máy bay và tàu thủy
cao tốc).
+ Tăng số vòng quay n: Phương pháp tăng số vòng quay n để tăng công suất
thường khá phổ biến trong các loại động cơ có công suất nhỏ và trung bình. Khi
tăng số vòng quay, công suất tăng khá nhanh, động cơ gọn nhẹ nhưng đồng thời lực
quán tính cũng tăng theo, độ hao mòn cũng tăng nhanh, tuổi thọ động cơ giảm, vì
vậy số vòng quay chỉ tăng đến mức độ nhất định.
+ Giảm số kỳ trong động cơ, giảm số kỳ trong động cơ cũng làm tăng nhanh
công suất. Các động cơ lớn thì động cơ 2 kỳ chiếm ưu thế.
Hiện đại hóa công nghiệp sản xuất và tự động hóa quá trình điều khiển động
cơ nhằm đạt tính kinh tế và độ tin cậy cao, chống ô nhiễm môi trường. Công nghệ
sản xuất động cơ đốt trong ngày nay trở thành một ngành công nghiệp có vị trí cao
trong nền kinh tế quốc dân của nhiều nước trên thế giới. Vì vậy hiện đại hóa nền sản
xuất là xu hướng tất yếu, những dây chuyền được tự động hóa tối đa, những ứng
dụng của những vật liệu mới, những thành tựu mới của điều khiển học, tin học, kỹ
thuật số... đã đem lại cho ngành động cơ những kết quả rất đáng kể.
Những nghiên cứu về tự khống chế các thông số của quá trình nạp, quá trình
cung cấp nhiên liệu, quá trình cháy và thành phần khí thải... đã được thực hiện
chính xác bằng máy tính điện tử ECU (Electonic Computer System). Trong xu
hướng giảm ô nhiễm môi trường, các động cơ diesel đã lắp hệ thống tự động lọc
khói, các động cơ xăng dùng làm bộ cảm biến oxy để thông báo cho ECU điều
chỉnh hệ số..., hệ thống luân hồi khí xả EGC, hệ thống xúc tác khử độc hại trong khí
xả. Ngày nay độ chính xác trong công nghệ chế tạo đã có nhiều tiến bộ vượt bậc
nên tổn thất do ma sát đã giảm đáng kể. Đồng thời việc nghiên cứu sử dụng năng
lượng khí thải và nước làm mát động cơ cũng nâng cao hệ số lợi dụng nhiệt tổng

13

hợp. Từ những tiến bộ của thành tựu khoa học công nghệ, tính kinh tế của động cơ
thể hiện bằng suất tiêu hao nhiên liệu... đã được giảm rõ rệt.
Nhìn chung có thể thống kê một cách khái quát về động cơ diesel như sau:
- Động cơ diesel có Ne> 10.000ml
Ge = 0,150-0,160 KG/mlh
- Động cơ diesel có Ne= 1000-10.000ml
Ge = 0,160-0,170 KG/mlh
- Động cơ diesel có Ne= 100-1000ml
Ge = 0,175-0,190 KG/mlh
Ngày nay có thể nói rằng kết cấu của động cơ đốt trong đã đạt được sự hoàn
thiện cao về cơ bản khó có những thay đổi lớn về kết cấu các chi tiết nói riêng cũng
như động cơ nói chung. Nhờ áp dụng hợp lý các thành tựu tiến bộ của khoa học,
động cơ đốt trong ngày nay cũng đạt được tính năng kỹ thuật ở mức hoàn thiện như
chỉ tiêu về tốc độ vòng quay, về công suất, về tiêu hao nhiên liệu.
Hiện nay tubo tăng áp được sử dụng khá rộng rãi trên động cơ vì nó đạt được
những lợi ích sau:
+ Nhờ khả năng tăng công suất khi thực hiện tăng áp nên có cho phép giảm thể
tích, trọng lượng riêng của động cơ, tức là kw/lít hoặc kw/kg tăng.
+ Giảm giá thành cho một đơn vị công suất.
+ Hiệu suất động cơ tăng, đặc biệt khi tăng áp bằng tuốc bin – máy nén nên
làm giảm tiêu hao nhiên liệu.
+ Lượng khí xả có hại giảm.
+ Giảm được độ ồn của động cơ.
1.2 Tình hình sử dụng và sự phát triển của động cơ Diesel.
1.2.1. Tình hình sử dụng và sự phát triển của động cơ Diesel trên thế giới.
Động cơ diesel là phát minh của Rudolf Diesel đầu tiên vào năm 1892. Từ đó
đến nay công nghệ động cơ diesel không ngừng được cải tiến và có những bước
phát triển vượt bậc. Động cơ diesel có rất nhiều ưu điểm vượt trội với khả năng tiết
kiệm nhiêu liệu của chúng. Đặc biệt khi giá xăng trên thế giới trở lên khá đắt đỏ, thì

14


nhu cầu sử dụng động cơ chạy bằng dầu diesel ngày một tăng cao. Những năm gần
đây động cơ diesel ngoài được sử dụng trên các động cơ công suất lớn như truyền
thống thì đã được sử dụng rộng rãi sang cả những động cơ công suất nhỏ như động
cơ ô tô. Nhiều hãng coi đây là thị trường tiềm năng và đang phát triển mạnh các loại
xe sử dụng động cơ diesel. Theo số liệu của các nhà sản xuất thì châu Âu là thị
trường đi tiên phong trong lĩnh vực sử dụng động cơ diesel. Hiện nay ở thị trường
này xe sử dụng dầu diesel chiếm 50% thị trường. Tại một vài nước như Pháp, Đức,
Áo, Thụy Sỹ động cơ diesel chiếm thị phần cao hơn động cơ xăng. Nhu cầu giảm
tiêu thụ nhiên liệu cũng giúp tăng lượng xe động cơ diesel tại Hoa Kỳ và châu Á
trong thời gian qua.
Ngày nay, với việc áp dụng hàng loạt công nghệ hiện đại như “đa van, phun
nhiêu liệu trực tiếp và kiểm soát cháy nổ”, động cơ diesel có những bước phát triển
mạnh mẽ và trở thành một đối trọng đáng kể với động cơ xăng truyền thống. Đến
nay, động cơ diesel cũng đã được áp dụng các tiêu chuẩn như Euro 1, Euro 2, Euro
3, và Euro 4. Bên cạnh đó với kết quả nỗ lực của các nhà công nghiệp dầu mỏ, hàm
lượng lưu huỳnh (một chất độc hại gây nguy hại cho môi trường) có trong nhiên
liệu diesel đã được giảm từ 500ppm xuống 50ppm vào cuối năm 2004 tại một số
quốc gia. Hiện nay tại Nhật Bản nhiêu liện diesel có hàm lượng lưu huỳnh dưới
50ppm đã được cung cấp rộng rãi trên toàn quốc. Với lý do đó, việc áp dụng bộ xúc
tác oxy hóa cao và bộ lọc bụi diesel với khả năng phục hồi liên tục đã trở thành hiện
thực.
Theo tính toán, động cơ diesel tiết kiệm nhiên liệu trung bình từ 25% đến
40% so với động cơ xăng. Dầu diesel đuợc trộn với không khí và nén áp suất lớn
khi phun vào buồng đốt, làm tăng hiệu suất của động cơ, tiết kiệm nhiêu liệu do tỉ lệ
hòa trộn được tối ưu. Động cơ thế hệ mới còn sử dụng hệ thống turbo tăng áp giúp
hoàn thiện quá trình phun nhiên liệu, làm tăng 30% công suất động cơ và giảm mức

tiêu hao nhiên liệu. Ngoài ra động cơ diesel tạo mômen xoắn lớn, giúp cho xe có
sức kéo mạnh, khả năng leo dốc và vượt địa hình phức tạp. Độ bền của động cơ
diesel được tăng cường nhờ áp dụng công nghệ mới. Những lợi thế trên khiến các

15


xe trang bị động cơ diesel ngày càng thu hút được sự quan tâm của người sử dụng
trên toàn thế giới.
1.2.2 Tình hình phát triển và sử dụng dụng cơ diesel tại Việt Nam.
Trong những năm qua xu hướng chế tạo và sử dụng động cơ diesel ở Việt
Nam cũng đang được tăng mạnh kể cả về số lượng và chủng loại. Cũng như trên thế
giới ngoài truyền thống sử dụng động cơ diesel trên trên tàu thủy và những động cơ
có công suất lớn thì ngày nay động cơ diesel còn được sử dụng khá phổ biến trên ô
tô. Theo hiệp hội các nhà sản xuất ô tô Việt Nam, xe sử dụng động cơ diesel chiếm
khoảng 25% thị trường ô tô Việt Nam. Hiện nay Ford là nhà máy sản xuất đi tiên
phong trong sản xuất và tiêu thụ ô tô gắn động cơ diesel tại Việt Nam với các dòng
xe như Transit, Everest. Ngoài ra một số hãng cũng đã và đang có xu hướng sản
xuất, lắp ráp những dòng xe sử dụng động cơ diesel như ISUZU, MERCEDES...
Đây chính là minh chứng xu thế chuyển sang sử dụng xe động cơ diesel tại Việt
Nam.
Tại khu vực miền Bắc có nhà máy Diesel Sông Công chế tạo động cơ cỡ lớn
4 máy như D50, D243, D245 động cơ dùng cho máy kéo, tàu thủy, máy phát
điện...Tại khu khu vực miền Trung có nhà máy cơ khí Trần Hưng Đạo chế tạo động
cơ 12HP đến 18HP chủ yếu dùng cho máy bơm nước, máy kéo, máy công nông
nhỏ. Tại miền Nam có nhà máy cơ khí nông nghiệp miền Nam.
Trong số các động cơ diesel được sử dụng tại Việt Nam thì động cơ K457
chiếm thị phần đáng kể chủ yếu được sử dụng trên tầu thủy và trên máy phát điện.
Đây là động cơ do Nga sản xuất, là loại động cơ được sử dụng khá phổ biến trên
máy phát điện. Trong quá trình sử dụng cũng như các loại động cơ khác đều cần

phải có bảo dưỡng, sửa chữa để duy trì tình trạng kỹ thuật như ban đầu. Do đó việc
nghiên cứu và đưa ra các quy trình bảo dưỡng, sửa chữa động cơ là rất cần thiết
nhằm năng cao tuổi thọ động cơ.
1.3. Thông số kỹ thuật của động cơ K-457
1.3.1 Đặc điểm

16


Động cơ K-457 do Nga chế tạo, trang bị cho máy phát điện, phương tiện vận
chuyển đường thủy…
Động cơ K- 457 là động cơ Diesel 4 kỳ, 6 xy lanh thẳng hàng, sử dụng xupáp
treo, nắp quy lát được làm rời cho 2 xy lanh một. Khung động cơ cấu tạo từ thân
máy và nắp xy lanh, buồng cháy trong đỉnh piston.

Hình 1.1: Mặt cắt dọc động cơ K-457
1. Nắp trước

2. Lọc và két làm mát dầu

3. Hộp bánh răng phân phối

4. Két làm mát nước

5, 7. Ống dẫn khí nạp, khí xả

6. Thùng dãn nở

8. Hộp điều khiển

9. Đề điện

10. Bánh đà

11. Bộ nạp máy phát

12. Trục khuỷu

13. Bánh răng chủ động máy phát

14. Bánh răng trục khuỷu

17


Hình 1.2: Mặt cắt ngang động cơ K457

18


1.3.2 Các thông số cơ bản của động cơ K-457
- Cộng suất Ne= 80ml
- Số vòng quay ne= 1500 vòng/phút
- Tỷ số nén ε= 15
- Suất tiêu hao nhiên liệu ge= 185g/ml.h
- Góc phun sớm : n=27º
- Đường kính xylanh D = 120mm
- Hành trình piston S = 140mm
- Trọng lượng khô của động cơ là 1080kg
- Kích thước D x R x C = 1522 x 727 x 1104 (mm)

- Thứ tự làm việc 1-5-3-6-2-4
1.4 Một số cơ cấu và hệ thống chính của động cơ K-457
1.4.1 Cơ cấu piston thanh truyền trục khuỷu
Piston làm bằng hợp kim nhôm, có 3 xéc măng khí, 2 xéc măng dầu để bao
kín buồng cháy và ngăn dầu nhờn sục lên buồng cháy. Xéc măng làm bằng gang, để
nâng cao chất lượng bề mặt và độ chịu mòn xéc măng khí có mạ crôm. Chốt piston
làm bằng thép, rỗng ở giữa, bề mặt được thấm cacbon và được lắp ghép theo kiểu
lắp động.
Thanh truyền được luyện từ thép cacbon kiểu đơn tiết diện chữ I. Đầu nhỏ có
bạc đồng ép chặt vào lỗ và có khoan lỗ dẫn dầu bôi trơn chốt piston. Đầu to có kết
cấu 2 nửa làm rời, bên trong có bạc lót bằng hợp kim đồng chì, 2 nửa lắp ghép bởi
bu lông.
Trục khuỷu được rèn từ thép cacbon, các đường dầu trong thân máy dẫn dầu
bôi trơn đến từng cổ trục từ cổ trục lại theo đường khoan chéo dẫn dầu bôi trơn đến
cổ chốt. Các ngõng trục được tôi, đầu trục khuỷu có bánh răng ăn khớp với bánh
răng hộp phân phối để dẫn động trục cam, puli, bơm dầu…

19


Hình 1.3: Cơ cấu piston – thanh truyền động cơ K457
1. Nắp đầu to thanh truyển

2. Bulông đầu to thanh truyền

3. Nắp bạc dưới thanh truyền

4. Êcu bắt bulông đầu to thanh truyền

5. Nắp bạc trên thanh truyền

6. Chốt định vị

7. Thân thanh truyền

8. Bạc đầu nhỏ thanh truyền

9. Ống lót đầu thanh truyền

10. Vòng hãm

11. Xéc măng dầu

12. Xéc măng khí

13. Piston
1.4.2 Cơ cấu phân phối khí
Trục cam được rèn từ thép liền với các vấu cam, biên dạng của cam nạp và
cam thải giống nhau. Cuối trục cam có lắp bánh răng để dẫn động bơm nhiên liệu.
Trục cam được đặt trên ổ đỡ bằng hợp kim nhôm, ổ chặn bằng hợp kim đồng. Ở
giữa tâm trục cam có đường dẫn dầu bôi trơn đến các ổ trục.
Xu páp kiểu treo được dẫn động qua con đội, đũa đẩy đòn gánh, xu páp nạp
và xu páp thải làm bằng thép chịu nhiệt, mỗi xu páp có hai lò xo xu páp, lò xo xu
páp được chế tạo bằng thép lò xo.

20


Hình 1.4: Xupap nạp, xu pap thải
1. Nắp xylanh

2. Ống dẫn hướng

3. Xupap nạp

4. Vòng lò xo ngoài xu páp

5. Lò xo trong xu páp

6. Vòng hãm xu páp

7. Đĩa lò xo

8. Đòn gánh

9. Sơ đồ xiết bu lông nắp máy

10. Bu lông xiết đường thải

11. Buồng cháy trên

12, 14. Ê cu hãm

13. Vít điều chỉnh khe hở

15. Nắp

16. Ốc bắt đòn gánh

17. Bu lông

18. Đòn gánh

19. Bu lông xiết ống dẫn nước

20. Vỏ van khởi động khí nén

21. Nắp chụp van khởi động

22. Van khởi động

23. Chốt hiệu chỉnh

24. Vòng đệm

25. Đệm lót

26. Lò xo

27. Đầu nối với ống thông cacte

21


1.4.3 Hệ thống nhiên liệu
Hệ thống nhiên liệu động cơ K-457 gồm thùng chứa, bầu lọc thô, bơm chuyển,
bầu lọc tinh, bơm cao áp vòi phun, đường ống dẫn nhiên liệu và bộ điều tốc.

Hình 1.5: Hệ thống nhiên liệu
1. Vòi phun

6. Bơm mồi

2. Đường ống thoát của kim phun nhiên liệu

7. Ống tràn nhánh

3. Ống cao áp

8. Lọc tinh nhiên liệu

4. Bơm nhiên liệu

9. Ống dẫn thấp áp

5. Bơm nhiên liệu

11. Lọc nhiên liệu

10. Đường cấp nhiên liệu cho hệ thống của động cơ diesel
12. Ống tràn bơm cao áp

13. Điều tốc

Bơm chuyển nhiên liệu là kiểu bơm piston được dẫn động từ cam lệch tâm trên
trục bơm cao áp, để chuyển nhiên liệu với áp suất là 5KG/cm² trong suốt thời gian làm
việc của động cơ. Lắp song song với bơm máy là bơm tay kiểu piston, bơm này chỉ làm
việc trước khi khởi động động cơ, sau khi nhiên liệu điền đầy vào hệ thống thì ngừng
bơm tay tiến hành khởi động động cơ.
Bầu lọc tinh là loại kép với lõi lọc bằng giấy.

Bơm cao áp là loại bơm cụm kiểu piston có 6 nhánh, các tổ bơm và trục dẫn động
piston đều nằm trong cùng một khối vỏ bơm. Vòi phun là loại có chốt, đường kính chốt
là 1,5 mm.

22


Hình 1.6: Vòi phun động cơ K457
1. Bạc
2, 7, 16. Đệm
3. Đầu ống nối
4. Ê cu hãm
5. Vít điều chỉnh
6. Nắp bên trong
8. Lò xo
9. Ê cu hãm
10. Trục trung gian
11. Chốt
12. Vòng đỡ
13. Thân vòi phun
14. Ê cu vòi phun
15. Kim phun
17. Vỏ kim phun
A: Đường dẫn nhiên liệu

Hình 1.7: Bầu lọc tinh nhiên liệu động cơ K457
1. Nút

2. Bi

3. Lò xo

4. Đĩa bao kín

5. Bộ bao kín

6. Phần tử lọc

7. Van xả

8. Vỏ lọc

9. Nắp chỉ dẫn

10. Lót bảo vệ

11. Mặt bích của bộ bao kín

12. Nút van

13. Bộ bao kín kiểu phớt

23


Hình 1.8: Bộ điều tốc động cơ K-457
1. Ổ bi

2. Bộ bao kín

3, 13. Bánh răng

4. Khớp nối

5. Ống xả dầu

6, 12, 23, 30, 33. Đệm

7. Cốc của lò xo chính

8. Ống nối

9. Con văng

10. Đòn gánh

11. Thân điều tốc

14. Cốc trượt

15. Cần đũa đẩy

16, 22, 31. Vít

17. Nắp

18. Lò xo chính

19. Vòng lò xo

20. Dĩa kẹp

21. Lò xo phụ

24. Nắp của vỏ điều tốc

25. Lò xo

26. Cần nối

27. Chữ thập nối

28. Chốt chữ thập

29. Vòng hãm

32. Phần đỡ vỏ điều tốc

34. Vỏ của bơm cao áp

35. Trục

36. Nút xả dầu

37. Đĩa vành răng

38. Cần bơm

39. Ống thủy tinh theo dõi

24