Giáo trình Công nghệ khí nén - thủy lực ứng dụng (Ngành: Công nghệ ô tô) - CĐ Công nghiệp Hải Phòng

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHIỆP HẢI PHỊNG

GIÁO TRÌNH
CƠNG NGHỆ KHÍ NÉN –THỦY
LỰC ỨNG DỤNG
NGHỀ: CƠNG NGHỆ Ơ TƠ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Hải Phịng, năm 2019


Giới thiệu về mô đun
Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun :
Lý thuyết về công nghệ khí nén v thuỷ lực ứng dụng l kiến thức cơ bản cần thiết cho
ngời sửa chữa ô tô. Kiến thức ny giúp ngời thợ sửa chữa ô tô vận dụng vo quá trình sửa
chữa các hệ thống điểu khiển tự động, hệ thống phanh trên ô tô. Ngoi ra khi nắm vững kiÕn
thøc vỊ khÝ nÐn ng−êi thỵ sÏ sư dơng vμ bảo dỡng tốt hơn các dụng cụ thiết bị hổ trợ trong
công nghệ sửa chữa ô tô. Mô đun ny đợc giảng dạy sau các mô đun: Chơng trình công nhân
lnh nghề cấp II v Lý thuyết điều khiển tự động.
Mục tiêu của mô đun:
Nhằm đo tạo cho học viên có đầy đủ kiến thức về các khái niệm cơ bản, các thông số,
các quy luật truyền dẫn năng lợng v nguyên lý hoạt động của các hệ thống khí nén v thủy
lực. Đồng thời có đủ kỹ năng nhận dạng v phân biệt đợc cấu tạo v nguyên lý hoạt động của
các thiết bị khí nén v thủy lực ứng dụng trên ô tô, với việc sử dụng đúng v hợp lý các trang
thiết bị, dụng cụ khí nén v thuỷ lực cầm tay
đảm bảo đúng quy trình, yêu cầu kỹ thuật v an ton.
Mục tiêu thực hiện của mô đun:
Học xong mô đun ny học viên sẽ có khả năng:
1. Trình by đầy đủ các khái niệm, yêu cầu, nhiệm vụ v các quy luật truyền dẫn năng

lợng của truyền động khí nén v thủy lực.
2. Giải thích đợc sơ đồ cấu tạo v nguyên lý hoạt động của các hệ thống truyền
động bằng khí nén v thủy lực.
3. Trình by đợc cấu tạo v nguyên tắc hoạt động của các loại máy nén khí v bơm
thủy lực.
4. Nhận dạng đợc cấu tạo các loại truyền động bằng khí nén v thủy lực trên ô tô.
Nội dung chính của mô đun:
1. Khái niệm, yêu cầu v các quy luật truyền dẫn năng lợng của các thiết bị khí nén v
thủy lực.
2. Sơ đồ cấu tạo v nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển bằng khí nén.
3. Sơ đồ cấu tạo v nguyên lý hoạt động của hƯ thèng ®iỊu khiĨn b»ng thđy lùc.


4. Cấu tạo v nguyên tắc hoạt động của các loại máy nén khí.
5. Cấu tạo v nguyên tắc hoạt động của các loại bơm thủy lực.
6. Nhận dạng các hƯ thèng trun ®éng b»ng khÝ nÐn vμ thđy lùc trên ô tô.
7. Sử dụng dụng cụ, thiết bị v kü tht an toμn trong thùc tËp, b¶o d−ìng hƯ thống điều
khiển bằng khí nén.
Trong quá trình tiến hnh thực hiên mô đun ny cần nhấn mạnh cho học viên: Thái độ
thận trọng, tỉ mỉ trong đo kiểm đảm bảo chính xác.
An ton lao động ý thức bảo quản thiết bÞ dơng cơ trong thùc tËp.

TT

Bμi 1

Bμi 2

Bμi 3

Bμi 4

Danh mơc c¸c bμi häc

Kh¸i niƯm vμ c¸c quy lt vỊ truyền động bằng khí nén

Cấu tạo hệ thống truyền động b»ng khÝ nÐn
Kh¸i niƯm vμ c¸c quy lt vỊ trun ®éng b»ng thđy lùc

CÊu t¹o hƯ thèng trun ®éng b»ng thđy lùc
Tỉng céng

lý

thùc

thut

hμnh

(tiÕt)

(giê)

9

8

9

8

9

8

9

8

36

32


Sơ đồ quan hệ theo trình tự học nghề

HAR 01 01
Điện kỹ
thuật

HAR 01 08
Kỹ thuật
đIện tử

HAR 01 18
Kỹ thuật về ®éng c¬
®èt trong

HAR 01 09

C¬ kü tht

HAR 01 10
VËt liƯu cơ

HAR 01 20
SC- BD phần chuyn
động động cơ

HAR 01 19
động cơ

HAR 01 24
SC-BD Hệ thống
nhiên liệu xăng

HAR 01 25
SC-BD Hệ thèng
nhiªn liƯu

HAR 01 29
SC-BD HƯ thèng
trun lù c

HAR 02 06

HAR 01 11
Dung sai
lắp ghépv

HAR 01 30
SC-BD Cầu chủ
động

HAR 02 07

HAR 02 08

HAR 02 12

Chẩn đoán
động cơ ô tô

Chẩn đoán hệ
thống truyền
động ô tô

HAR 02 14
SC-BD bộ

HAR 01 21
SC-BD Cơ cấu

HAR 01 26
SC-BD Hệ thống
khởi động

HAR 02 15
SC-BD Hệ
thống phun

xăng điện tư

HAR 01 13
An toμn

HAR 01 14
Thùc hμnh

HAR 01 22
SC-BD HƯ thống
bôi trơn

HAR 01 17
Nhập môn
nghề s/c ô tô

HAR 01 23
SC-BD Hệ
thống lm

HAR 01 27
SC-BD Hệ thống
đánh lửa

HAR 01 28
SC-BD Trang
thiết bị điện ô

HAR 01 31
SC-BD Hệ thống di

chuyển

HAR 01 32
SC-BD Hệ thống
lái

HAR 01 33
SC-BD Hệ thống phanh

HAR 01 34
K.tra tình trạng kỹ
thuật Đcơ v ô tô

HAR 01 35
SC Pan ô tô

HAR 01 36
nâng cao hiệu qủa
công việc

HAR 02 09
thủy lực øng dơng

khiĨn b»ng ®iƯn tư

HAR 02 11

HAR 01 12

HAR 02 16

SC-BD BCA
®iỊu khiĨn

HAR 02 10
NhiƯt kü tht

HAR 02 17
SC-BD HƯ
thèng
®/khiĨn b»ng

HAR 02 13
C«ng nghƯ phơc håi
chi tiÕt trong sưa

HAR 02 18
SC-BD Li

Bằng công
nhÂn lnh
nghề ( II)

C

HAR 02 19
Tổ chức
quản lý vμ
s¶n xuÊt

7

Các hoạt động học tập chính trong mô đun
1. Học trên lớp về :
- Các quy luật truyền dẫn khí nén v thuỷ lực.
- Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động cđa c¸c hƯ thèng trun dÉn khÝ nÐn vμ thủ lực.
- Quy trình bảo dỡng các bộ phận chính của hƯ thèng trun dÉn khÝ nÐn vμ thủ lùc.
2. Thùc tËp t¹i x−ëng thùc hμnh cđa Nhμ tr−êng vỊ :
NhËn dạng v bảo dỡng các bộ phận chính của hệ thèng trun dÉn khÝ nÐn vμ thủ lùc.
3. Tham quan thực tế về :
Các thiết bị sử dụng khí nén v thuỷ lực ở các cơ sở sản xuất v lắp ráp ô tô hiện
đại nhằm phát triển nhận thức về cách sử dụng, bảo dỡng các thiết bị truyền ®éng b»ng khÝ
nÐn vμ thủ lùc.
4. Tù nghiªn cøu vμ lm bi tập về :
- Các ti liệu tham khảo vỊ khÝ nÐn vμ thủ lùc.
- C¸c tμi liƯu tham khoả về thiết bị sử dụng khí nén v thuỷ lực.
- Lập các sơ đồ về truyền động khí nén, thuỷ lực v tự trình by nguyên lý lm việc của
các sơ đồ đó.

9


Yêu cầu về đánh giá hon thnh mô đun

Kiến Thức:

Trình by đợc đầy đủ các khái niệm, yêu cầu v các định luật truyền dẫn năng lợng
của truyền động khí nén v thủy lực.

Giải thích đầy đủ cấu tạo v nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động bằng khí
nén v thủy lực.
Phơng pháp đánh giá:
Qua các bi kiểm tra viết v trắc nghiệm điền khuyết đạt yêu cầu 60% cơ sở
đánh giá.
Qua sự đánh giá của giáo viên v tập thể giáo viên.
kỹ năng:

Nhận dạng cấu tạo v nguyên lý hoạt động của các thiết bị truyền động bằng khí nén
v thủy lực.
Sử dụng hợp lý các dụng cụ, thiết bị; đảm bảo đúng quy định v an ton.
Chuẩn bị, bố trí v sắp xếp nơi lm việc vệ sinh, an ton v hợp lý.
Phơng pháp đánh giá:
Qua qúa trình thực tập của học viên.
Qua các bi thực hnh đạt yêu cầu 60%.
Cơ sở đánh giá:
Qua sự quan sát của giáo viên trong quá trình thực tập của học viên.
Kết quả bi thực hnh đạt yêu cầu 70% .
Thái độ

Chấp hnh nghiêm túc các quy định về kỹ thuật, an ton tiết kiệm trong bảo
dỡng,sửa chữa.
Có tinh thần trách nhiệm hon thnh công việc đảm bảo chất lợng v đúng thời gian.
Cẩn thận, chu đáo trong công việc, luôn quan tâm đúng, đủ không để xảy ra sai sót.

10


Bi 1

khái niệm v các quy luật về truyền động b»ng khÝ
nÐn
M· bμi: HAR.02 09 01

Giíi thiƯu :
Kh¸i niƯm vμ các quy luật về truyền động bằng khí nén l bμi häc nh»m cung cÊp cho
häc sinh nh÷ng kiÕn thøc cơ bản về truyền động bằng khí nén m những kiÕn thøc nμy sÏ lμm c¬
së lý thut cho viƯc rèn luyện kỹ năng kỹ xảo để sử dụng v bảo dỡng tốt nhất các thiết bị v
dụng cụ dùng để sửa chữa ô tô cũng nh để sửa chữa các thiết bị khí nén thuỷ lực trên ô tô.
Mục tiêu thực hiện:
Học xong bi ny học viên có khả năng:
Phát biểu đúng các khái niệm, yêu cầu v các thông số của truyền động bằng khí nén.
Giải thích đợc các quy luật truyền dẫn của khí nén.
Nhận dạng đợc các thiết bị sử dụng khí nén.
Nội dung chính:
I- Khái niệm, yêu cầu v các thông số của khí nén.
1. Khái niệm, yêu cầu
2. Các thông số cđa khÝ nÐn
II- C¸c quy lt trun dÉn b»ng khÝ nén. IIINhận dạng các thiết bị sử dụng khí nén.

11


nghe thuyết trình trên lớp có thảo luận nhóm

I. Khái niệm, yêu cầu v các thông số của khí nén:
1. Khái niệm v yêu cầu:
Khí nén l các chất khí có áp suất cao hơn hoặc thấp hơn áp suất môi trờng
đợc dùng lm môi chất trung gian để truyền năng lợng (cơ năng). Thông thờng không
khí đợc sử dụng nhiỊu nhÊt trong c¸c hƯ thèng khÝ nÐn. C¸c kh¸i niệm cơ bản

đợc dùng trong hệ thống khí nén bao gåm:
- Bé nguån: lμ bé phËn cung cÊp khÝ nÐn cho các bộ phận khác trong hệ thống.
Thông thờng bộ nguồn gồm có một động cơ điện v một máy nén khí.
- Đờng ống dẫn: l các ống kim loại hoặc phi kim loại chịu đợc áp suất cao dùng
để truyền dẫn dòng khí từ bộ nguồn đến các bộ phận khác.
- Van khoá: l bộ phận dùng để đóng ngắt dòng khí trên các đờng ống dẫn.
- Van một chiều: l bộ phận chỉ cho dòng khí chạy qua theo một chiều nhất định.
- Van tiết lu: l bộ phận dùng để thay đổi lu lợng dòng khí ở các đờng ống dẫn.
- Van an ton: l bộ phận dùng để xả bớt khí nén trong hệ thống khi ¸p st v−ỵt qu¸
møc cho phÐp.
- Bng chøa: lμ bé phËn cÊt gi÷ khÝ nÐn tõ bé nguån khi ch−a đợc sử dụng.
- Bầu áp lực, xi lanh lực: l bộ phận biến đổi áp suất khí nén thnh lực (tạo chuyển động
tịnh tiến).
- Cơ cấu tỷ lệ: l bộ phËn khi nhËn tÝn hiÖu vμo sÏ cho mét tÝn hiệu ra sai khác theo một tỷ
lệ cho trớc.
- Động cơ khí nén: l bộ phận biến đổi áp suất khí nén thnh mô men (tạo chuyển
động quay).
Yêu cầu đối với khí nén l:
- Sạch: trong khí nén không có bụi.
- Khô: trong khí nén không có hơi nớc.
- Bảo đảm một áp suât nhất định v giữ giá trị ổn định.
- Không tự cháy nổ.

12


2. Các thông số của khí nén:
- áp suất: thờng ký hiệu l P, đơn vị đo: N/m2, kG/cm2, Pa, at, bar, mmHg, . . .
- ThÓ tÝch: th−êng ký hiệu l V, đơn vị đo: m3, lít, cc, . . .
- Lu lợng: thờng ký hiệu l Q, đơn vị đo: m3/s.

II. Các quy luật truyền dẫn của khí nén:
1. Phơng trình trạng thái:

hoặc

P
n

Trong đó: P l áp suất tut ®èi, V lμ thĨ tÝch, R lμ h»ng sè khí, T l nhiệt độ, l tỷ trọng.
2. Phơng trình dòng liên tục:
S1.v1 = S2.v2 = const
Trong đó: S l tiết diện dòng chảy, v l vận tốc dòng chảy.
3. Phơng trình becnuly:

v2
Trong đó: P l áp suất tuyệt đối, v lμ vËn tèc dßng khÝ, g lμ gia tèc trọng trờng, h l cột áp
của cột chất khí (đối với khí nén h=const).

III. Nhận dạng các thiết bị sử dụng khí nén:

Máy tháo lắp bu lông

13


IV. Câu hỏi v bi tập
1. Nêu các khái niệm về thnh phần của khí nén.
2. Nêu vi ví dụ vỊ c¸c hƯ thèng sư dơng khÝ nÐn trong thùc tÕ ?

14

Bi 2
cấu tạo hệ thống truyền động bằng khí nén
MÃ bμi: HAR.02 09 02

Giíi thiƯu :
CÊu t¹o hƯ thèng trun ®éng b»ng khÝ nÐn lμ bμi häc nh»m cung cÊp cho học sinh những
kiến thức cơ bản về truyền động b»ng khÝ nÐn mμ nh÷ng kiÕn thøc nμy sÏ lμm cơ sở lý thuyết cho
việc rèn luyện kỹ năng kỹ xảo để sử dụng v bảo dỡng tốt nhất các thiết bị v dụng cụ dùng để
sửa chữa ô tô cũng nh để sửa chữa các thiết bị khí nén thuỷ lực trên ô tô.
Mục tiêu thực hiện:
Học xong bi ny học viên có khả năng:
Phát biểu đúng yêu cầu,nhiệm vụ v phân loại hệ thống truyền động bằng khí nén.
Giải thích đợc sơ đồ cấu tạo v nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động bằng khí nén.
Nhận dạng đợc cấu tạo v nguyên lý hoạt động của các thiết bị truyền động bằng khí nén.

Nội dung chính:
I- Nhiệm vụ,yêu cầu v phân loại
II- Sơ đồ cấu tạo v nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền động bằng khí nén
1. Sơ đồ cấu tạo.
2. Nguyên lý hoạt động.
III- Cấu tạo v nguyên lý hoạt động của máy nén khí.
1. Máy nén khí loại rô to.
2. Tuốc bin khí.
3. Nhận dạng cấu tạo v hoạt động của các loại hệ thống truyền động bằng khí nén.

15

nghe thuyết trình trên lớp có thảo luận nhóm

I. Nhiệm vụ, yêu cầu v phân loại của hệ thống truyền ®éng b»ng
khÝ nÐn:
1. NhiƯm vơ:
NhiƯm vơ cđa cđa trun ®éng khí nén l truyền cơ năng từ bộ phận dẫn ®éng
®Õn bé phËn lμm viƯc cđa c¸c m¸y. Trun ®éng khí nén dùng môi trờng chất khí lm khâu trung
gian để truyền cơ năng, nó xuất hiện do yêu cầu lm việc tin cậy, lực tác dụng của ngời điều
khiển nhỏ với đặc điểm êm, ổn định v dễ tự động hoá ... m các loại truyền động khác cha đáp
ứng đợc.
Với đặc điểm đó, truyền động khí nén hiện nay đợc sử dụng rất rộng rÃi trên các ôtô
máy kéo cỡ trung bình v cở lớn, cũng nh đợc áp dụng rộng rÃi trong các thiết bịu bảo
dỡng sửa chữa ôtô (máy tháo lắp bu lông bằng khí nén, máy mi bằng khí nén, súng phun
sơn v máy dập ghim bằng khí nén...).
2. Yêu cầu:
- Điều kiển nhẹ nhng, lùc ®iỊu khiĨn nhá.
- Lμm viƯc tin cËy (khi cã rß rØ nhá hƯ thèng vÉn tiÕp tơc lμm viƯc đợc)
- Dễ bảo dỡng v sửa chữa.
- Hiệu suất v tuổi thọ cao.
3. Phân loại:
- Theo kết cấu của máy nén khí:
+ Loại máy nén khí kiểu pít tông.
+ Loại máy nén khí kiểu rô to.
+ Loại máy nén khí kiểu cánh dẫn.
- Theo dạng năng lợng truyền động:
+ Truyền áp năng.
+ Truyền động năng.
II. Sơ đồ cấu tạo v nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền
động bằng khí nén :
1. Các dạng truyền động bằng khí nén:

16


a. Truyền áp năng:
Hệ thống truyền áp năng bằng khí nén với cấu tạo cơ bản nhất bao gồm các cụm
chi tiết chính sau: Máy nén khí, bình chứa khí nén, van điều áp, tổng van chính, van phân phối, van
cấp khí v bộ phận chấp hnh.
Khác với truyền động năng bằng khí nén, truyền áp năng bằng khí nén chđ u dùa vμo
tÝnh chÊt ¸p st cao cđa khÝ nén để truyền áp năng, nhờ đó có thể truyền
động đợc xa m ít tổn thất năng lợng. Để tạo ra áp năng lớn, nâng cao công suất truyền,
trong truyền động áp năng bằng khí nén ngời ta dùng các máy nén khí (máy nén khí loại rô
to, máy nén khí loại pít tông).
Nguyên lý lm việc của hệ thống truyền áp năng bằng khí nén nh sau: Khí nén có áp
suất cao từ máy nén khí đợc đa vo bình khí nén qua van điều áp rồi dẫn đến tổng van chính. Van
điều áp có nhiệm vụ lm ổn định áp suất của khí nén, nhờ đó khí nén khi đa tới tổng van chính
luôn có áp suất ổn định. Từ tổng van chính khí nén
đợc cung cấp đến các van phân phối, các van ny có nhiệm vụ điều khiển quá trình
đóng mở các van cấp khí. Quá trình đóng mở các van cấp khí nhằm thực hiện việc cấp khí nén đến
bộ phận chấp hnh, tai đây áp năng của khí nén đợc chuyển thnh áp năng của bộ phận chấp
hnh.
van cấp
khí

Van điều
áp

Đến bộ phận chấp
hnh

Van phân phối

Bình nén
khí

Tổng van
chính
Hình 2.1: Sơ đồ truyền áp năng bằng khÝ nÐn.

17


b. Truyền động năng:
Cấu tạo cơ bản nhất của hệ thống truyền động năng bằng khí nén bao gồm: Tuabin trun
®éng, bé phËn dÉn h−íng, èng hót ra cđa tuabin, máy nén khí, cụm van cấp khí nén, các cơ cấu
chấp hnh.
Nguyên tắc lm việc của hệ thống truyền động năng bằng khí nén nh sau: Khí nén áp lực
cao từ máy nén khí đợc đa vo tua bin truyền động nhờ cụm van cấp khí, tại đây nhờ bộ phận
hớng dòng m khí nén đợc dẫn vo các cánh của tua bin lm cánh tua bin chuyển động
thực hiện quá trình biến áp năng của chất khí thnh động năng của cánh tua bin. Động năng
của cánh tua bin lm chuyển động cơ cấu chấp hnh, tuỳ theo cấu tạo của bộ phận truyền
động m ta có thể thu ®−ỵc chun ®éng cđa bé phËn chÊp hμnh lμ chun động quay hay
chuyển động tịnh tiến.
Truyền động áp năng bằng khí nén đợc sử dụng rất rộng rÃi, nó đợc ứng dụng trong
các dụng cụ tháo lắp bu lông trên ô tô. Không những thế truyền động khí nén còn đợc sử
dụng trong các thiết bị cơ khí nh: máy mi, máy khoan, máy cắt, máy búa bằng khí nén.

Cơ cấu chấp
hnh

Tua bin

Dòng khí nén
áp suất cao đi
ra

Dòng khí nén
áp suất cao đi
vo

Cánh tua bin
truyền động

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý truyền động năng bằng khí nén.

18


2. Hệ thống tháo lắp bu lông bằng khí nén:
Cấu tạo cơ bản nhất của hệ thống tháo lắp bu lông bằng khí nén bao gồm: Tuabin truyền
động, bộ phận dÉn h−íng, èng hót ra cđa tuabin, m¸y nÐn khÝ, cụm van cấp khí nén, các cơ cấu
chấp hnh (cơ cấu tháo, lắp bu lông), cơ cấu giảm tốc v cụm trợ lực.
Nguyên tắc lm việc của hệ thống truyền động năng bằng khí nén nh sau: Khí nén áp lực
cao từ máy nén khí đợc đa vo tua bin truyền động nhờ cụm van cấp khí, tại đây nhờ bộ phận
hớng dòng m khí nén đợc dẫn vo các cánh của tua bin lm cánh tua bin chuyển động
thực hiện quá trình biến áp năng của chất khí thnh động năng của cánh tua bin. Động năng
của cánh tua bin lm chuyển động cơ cấu chấp hnh, tuỳ theo cấu tạo của cơ cấu chấp hnh m
ta có thể thu đợc chuyển động của cơ cấu chấp hnh l chuyển động tháo hay lắp bu lông.
Để đảm bảo thiết bị cung cấp một mô men đủ lớn để tiến hnh quá trình tháo lắp bu lông thì
trong thiết bị ngời ta có thể bố trí thêm một cánh công tác, khi đó động năng của thiết bị
đợc nâng cao hơn. Đồng thời thông qua cơ cấu giảm tốc m vận tốc chuyển động của cơ cấu
chấp hnh đợc giảm xuống nhng mô men chịu tải của thiết bị lại tăng đáp ứng đợc yêu cầu về

lực khi tiến hnh tháo lắp bu lông.
Cụm van cấp khí trong thiết bị có nhiệm vụ điều chỉnh lu lợng của dòng khí nÐn cÊp
vμo trong c¸nh tua bin nhê vËy cã thĨ điều chỉnh đợc tốc độ chuyển động của cơ cấu chấp hnh,
đồng thời thông qua van đảo chiều m thiết bị tháo lắp bu lông còn thực hiện đợc các chuyển
động khác nhau.
Thực tế đà chứng minh tính u việt của các thiết bị khí nén, vừa đảm bảo đợc kết cấu
gọn nhẹ vừa đảm bảo tạo ra đợc công suất đủ lớn phục vụ cho công việc. Tuy nhiên các thiết
bị sử dụng khí nén thờng tồn tại nhợc ®iĨm lín nhÊt ®ã lμ c¸c bé phËn lμm kÝn mau bị chai
cứng, hoặc rách, trầy. Đa số các thiết bị khí nén lm việc khá tin cậy, rất ít bị h hỏng. Nhng khi
đà bị thay đổi các thông số hoặc hoạt động sai thờng l do trong khí nén có bụi, hơi ẩm v dầu.
Sau một thời gian lμm viƯc, th−êng c¸c chi tiÕt b»ng cao su nh− mng tỷ lệ, đệm chữ o, gioăng
lắp ghép... có thể bị chai cứng, hoặc rách, trầy. Bên cạnh đó nếu các cánh tua bin hoạt động quá
lâu có thể gây hiện tợng mi mòn, rỗ các bề mặt lm việc, rơ các ổ bi đỡ tạo nên tiếng kêu khi
thiết bị lm việc.
Vì thế, việc bảo trỡ hệ thống khí nÐn th−êng tËp trung vμo mét sè h¹ng mơc nh− sau:
- Theo dâi vμ kiĨm tra hƯ thèng m¸y nÐn, bồn chứa khí nén, đờng ống.
- Thờng xuyên kiểm tra để bảo đảm hệ thống tách ẩm khí nén hoạt động hiệu quả.
- Thay các bộ lọc bụi định kỳ.

19


- Định kỳ vệ sinh, thông các đờng ống tín hiệu có áp lực thấp.
- Khi có thay đổi về trị số tác động, thì cần cân chỉnh lại. Nhng trớc khi cân chỉnh phải
vệ sinh, thông tất cả các ®−êng èng tõ nguån cung cÊp khÝ nÐn, côm van cÊp khÝ nÐn vμ èng tÝn
hiƯu. NhiỊu khi chØ cÇn nh thế, thiết bị đó trở lại hoạt động bình thờng.
- Khi thiết bị quá cũ cần phải thay một số chi tiết, hoặc có thể thay cả cụm.
- Thờng, ¸p lùc khÝ nÐn bån rÊt lín. C¸c thiÕt bÞ điều khiển sẽ có bộ điều áp giảm
xuống cho phù hợp với yêu cầu công suất của thiết bị do vậy cần kiểm tra thông số của dòng
khí nén cấp vo cho thiết bị trớc khi sử dụng thiết bị.

Cơ cấu giảm tốc
g kh

g kh
vo

n ra

n

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý máy tháo lắp bu lông bằng khí nén.

Đầu lắp cơ
cấu tháo lắp
bu lông

Van điều
khiển cấp
khí

Đầu cấp khí
nén vo

Hình 2.4: Máy tháo lắp bu lông bằng khí nén.

20


3. Sơ đồ cấu tạo v nguyên lý hoạt động cđa sóng phun s¬n b»ng khÝ nÐn:

10
1

3
2

4

5

6

9
7

8

18 19
21
23

11

14 15
12 13

16

20 17
22

24

Hình 2.5: Cấu tạo súng phun sơn bằng khí nén
1. Nắp bảo vệ; 2. Đầu phun khí; 3. Vòi phun; 4. Thân vòi phun; 5,19,21. Đệm chữ o; 6. Đêm đai ốc;
7. Đệm; 8. Thân thiết bị phun sơn; 9. Vít điều chỉnh; 10. Thanh điều khiển; 11.Lá thép cố ®Þnh;
12. èng lãt ®iỊu chØnh kim phun; 13.èng dÉn h−íng kim phun; 14.Van; 15.Nót che èng dÉn h−íng;
16. Vá kim phun; 17,22. Lß xo; 18.Kim phun; 20. Van cÊp khÝ; 23.Bu lông khoá; 24. Thân van.

Một trong các ứng dụng của công nghệ khí nén vo trong các thiết bị dụng cụ phục vụ
cho công nghệ sản xuất ô tô đó l súng phun sơn bằng khí nén. Về mặt cấu tạo súng phun sơn
bằng khí nén tơng tự nh cụm van cấp khí nén v hoạt động của hệ thống dựa trên nguyên lý
tạo độ chân không ở cửa van cấp sơn.
Cấu tạo của một súng phun sơn bằng khí nén bao gồm các cụm chính sau: Nắp bảo vệ,
đầu phun khí, vòi phun, thân vòi phun, đệm, thân thiết bị phun sơn, vít điều chỉnh, thanh điều khiển,
lá thép cố định, ống lót điều chỉnh kim phun, ống dÉn h−íng kim phun, van, nót che èng dÉn
h−íng, vá kim phun, lß xo, kim phun, van cÊp khÝ, bu lông khoá, thân van. Nguồn cung cấp khí
nén đợc đa từ máy nén khí đến thông qua cụm van cấp khí v bầu lọc tách ẩm, sau đó khí nén
đợc đa vo trong thiết bị.
Nguyên lý lm việc của súng phun sơn bằng khí nén l dựa vo độ chân không khi dòng
khí áp suất cao chuyển động trong ống nhỏ. Khi thiết bị ở trạng thái lm việc, van cấp khí (20) mở
ra đa dòng khí nén áp lực cao vo trong thiết bị. Khí nén chuyển
động dọc theo th©n kim phun (18), theo èng dÉn h−íng kim phun (13) đến đầu vòi phun (3), tại
đây nhờ vo áp lực cao của khí nén m kim phun đợc mở ra đẩy khí nén ra ngoi. Chính lúc khí
nén thoát ra ngoi, tại cửa vo lắp đặt bình sơn sẽ tạo nên một

21


áp suất chân không có tác dụng hút sơn trong bình chứa vo trong thân vòi phun (4). Nguyên
liệu sơn khi đi vo trong thân vòi phun sẽ hòa trộn ®Ịu víi khÝ nÐn ¸p lùc cao nhê vËy lμm cho

hỗn hợp khí ra khỏi vòi phun đạt chất lợng đồng đều hơn. Việc thực
điều chỉnh lu lợng khí nén ®i vμo ®−ỵc thùc hiƯn nhê thanh ®iỊu khiĨn (10) v lá thép cố
định (11), bên cạnh đó hnh trình dịch chuyển của kim phun đợc điều chỉnh thông qua ống lót
(12). Nhờ đặc tính áp suất cao của khí nén m hỗn hợp sơn sau khi ra khỏi vòi phun đạt chất
lợng cao v có thể điền đầy những bề mặt góc cạnh trên sản phẩm đem sơn.
Hiện nay công nghệ sơn bằng súng phun sơn đợc ứng dụng réng r·i trong rÊt nhiỊu
ngμnh c«ng nghiƯp nh−: c«ng nghiƯp hng hải, công nghiệp hng không, công nghiệp chế tạo xe
hơi v xe gắn máy, đến các lĩnh vực nh sơn trang trí, xây dựng công nghiệp, xây dựng dân
dụng, …vì nó mang những dặc tính ưu việt sau.
* VỊ kinh tế:
- 99% sơn đợc sử dụng triệt để.
- Lm sạch dễ dng những khu vực bị ảnh hởng khi phun sơn hay do phun sơn không đạt
yêu cầu.
- Tiết kiệm thời gian hon thnh sản phẩm
* Về đặc tính sử dụng:
- Quy trình sơn có thể đợc thực hiện tự động hóa dễ dng (dùng hệ thống phun sơn b»ng
sóng tù ®éng sử dụng khí nén để điều khiển).
* Về chất lợng:
- Tuổi thọ thnh phẩm lâu di
- Độ bóng cao
- Mu sắc phong phú v có độ chính xác.
III. Cấu tạo v nguyên lý hoạt động của máy nén khí:
Máy nén khí l loại máy dùng để biến đổi cơ năng của động cơ thnh năng lợng áp năng
của chất khí. Chất khí đợc sử dụng trong máy nÐn khÝ chđ u lμ kh«ng khÝ, ngoμi ra ng−êi ta còn
dùng máy nén khí để nén các chất khí kh¸c nh−: khÝ CO2, khÝ N2, khÝ O2...
M¸y nÐn khÝ đợc sử dụng rất rộng rÃi trong công nghệ sửa chữa v bảo dỡng ô tô. nhiều khi
máy nén khí còn l bộ phận quan trọng của một cơ sở sản xuất nh trong công trình xây dựng, trong
nh máy sản xuất các bình khí nén phục vụ gia công cơ khí. Hiện nay trong kỹ thuật vận chuyển
hng không, ngời ta còn áp dụng kỹ thuật nén khí để chế tạo các tua bin phản lực. Chính vì máy nén
khí đợc sử dụng rộng rÃi nh vậy, nên nó có rất nhiều loại, nhiều kiểu khác nhau.

22


Theo nguyên lý lm việc máy nén khí đợc chia lm hai loại chủ yếu:
- Máy nén khí loại cánh dẫn: Máy nén khí loại ly tâm, máy nén khí loại hớng trục.
- Máy nén khí loại thể tích: Máy nén khí loại pít tông, loại rô to....
Theo phạm vi ¸p suÊt ng−êi ta cßn chia m¸y nÐn khÝ thμnh các loại: máy nén khí có áp
suất cao, trung bình, thấp.
Theo công dụng máy nén khí còn phân loại thnh:
- Máy nén khí cấp khí để truyền động (trong các hệ thống truyền động khí nén).
- Máy nén khí cấp khí để phục vụ sản xuất (trong xây dựng).
- Máy nén khí phục vụ tích trữ khí trong các bình (trong y tế, trong cơ khí. )
1. Máy nén khí loại rô to.
Máy nén khí loại rô to l loại máy nén khí có cấu tạo đơn giản nhất trong tất cả các loại
máy nén khí. Cấu tạo của nó bao gåm nh÷ng bé phËn chÝnh sau: Cưa cÊp khÝ vo, cửa cấp khí nén
áp suất cao đi ra, trục máy nén khí, cánh công tác v vỏ máy nén khí.
Dòng khí áp
suất cao đi ra

Vỏ

Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý máy nén khí loại rô to.

Nguyên lý lm việc của máy nén khí loại rô to chủ yếu l dựa vo sự thay đổi thể tích của
các khoang chứa khí, nhờ đó chất khí trong các khoang ny bị nén lại v cung cấp ra ngoi qua các
van cấp khí.
Trên hình 2.7 l sơ đồ nguyên lý của máy nén khí loại rô to cánh gạt, quá trình nén khí
trải qua ba hnh trình. Hnh trình nạp, lúc ny các van cấp khí mở ra để đa chất khí vo trong
các khoang trống giữa hai cánh gạt. Các cánh g¹t cã thĨ chun

23


động tịnh tiến trong các rÃnh trên rô to nhờ lò xo ép. Khi rô to quay hết hnh trình nạp, với kiểu
bố trí rô to v vò máy nén khí lệch tâm lm thể tích của khoang trống giữa hai cánh gạt bị thay đổi
khi rô to quay. Chính ®iỊu nμy lμm thĨ tÝch cđa chÊt khÝ gi÷a hai cánh gạt thay đổi (bị nén lại), đó
l hnh trình nén của máy nén khí rô to cánh gạt. Chất khí bị nén với áp suất cao sẽ đợc
cấp ra ngoi khi rô to quay ở hnh trình cấp khí nén.
Với máy nén khí rô to cánh gạt, vấn đề bao kín rất đợc quan tâm vì nó quyết
định tới hiệu suất của máy nén khí.

Hnh trình nạp

nén

Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý máy nén khí rô to cánh gạt.

2. Máy nén khí loại cánh dẫn.
Máy nén khí loại cánh dẫn đợc dùng phổ biến nhất trong tất cả các loại máy nén khí
vì nó có nhiều u điểm nổi bật nh:
- Phạm vi sử dụng lớn v năng suất cao.
- KÕt cÊu nhá gän, ch¾c ch¾n, lμm viƯc tin cậy.
- Hiệu suất của máy nén khí loại cánh dẫn cao hơn so với các loại máy nén khí khác.
Dựa vo chiều của khí nén áp suất cao đi ra m ngời ta phân máy nén khí loại cánh dẫn
thnh:
- Máy nén khí cánh dẫn ly tâm.
- Máy nén khí c¸nh dÉn h−íng trơc.

24

Kết cấu của một máy nén khí loại cánh dẫn bao gồm các bộ phận chủ yếu sau: bánh
công tác, trơc m¸y nÐn khÝ, bé phËn dÉn h−íng vμo, bé phËn dÉn h−íng ra, èng dÉn khÝ vμo
vμ èng dÉn khí ra.
Trên hình 2.8 l sơ đồ nguyên lý máy nén khí cánh dẫn loại ly tâm, chiều của dòng
chất khÝ khi vμo b¬m theo h−íng trơc nh−ng khi ra khỏi bơm l theo hớng kính. Nguyên lý
lm việc của máy nén khí cánh dẫn loại ly tâm nh sau: Khi máy nén khí lm việc, bánh
công tác quay, các phần tử chất khí ở trong bánh công tác dới ảnh hởng của lực ly tâm
bị dồn từ trong ra ngoi, chuyển động theo các máng dẫn (bộ phận dẫn hớng ra) v đi vo
ống dẫn khí ra với áp suất cao hơn đó l quá trình tạo khí nén ¸p st cao cđa m¸y nÐn khÝ.
§ång thêi, ë lèi vo của bánh công tác tạo nên một vùng có chân không v dới tác dụng
của áp suất khí quyển lớn hơn áp suất ở lối vo của máy nén khí, chất khí liên tục đợc hút
vo máy nén khí theo ống dẫn khí. Đó l hnh trình hút của máy nén khí. Quá trình hút v đẩy
chất khí của máy nén khí l quá trình liên tục tạo nên dòng chất khí chạy liên tục qua bơm.

dòng
Khí nén áp
suất cao

Không khí vo
Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lý máy nén khí cánh dẫn loại ly tâm

Bộ phận dẫn hớng ra (đối với máy nén khí cánh dẫn loại ly tâm thờng có dạng xoắn ốc
nên còn gọi l buồng xoắn ốc) để dẫn chất khí từ bánh công tác ra ống dẫn khí ra đợc điều ho,
ổn định v còn có tác dụng biến một phần động năng của dòng khí thnh áp năng cần thiết.

25

Trên hình 2.9 l cấu tạo của máy nén khí cánh dẫn loại hớng trục, về mặt kết cấu cơ
bản nó cũng nh máy nén khí cánh dẫn loại hớng kính. Tuy nhiên về mặt nguyên lý lm
việc nó khác với máy nén khí cánh dẫn loại ly tâm, dòng chất khí chuyển động qua máy
nén không thẳng góc với trục bơm m chuyển động trong các mặt trụ đồng tâm với trục bơm.
V dòng chất khí đi ra khỏi bơm theo hớng song song với trục bơm.
Cánh dẫn hớng
Khí nén áp
suất cao đi
ra
Trục bơm

Bánh công tác

Hình 2.9: Cấu tạo máy nén khí cánh dẫn loại hớng trục.

3. Máy nén khí loại pít tông.
Trên ô tô máy kéo sử dụng phổ biến nhất l máy nén loại pít tông, một hoặc hai xi lanh.
Dẫn động máy nén khí có thể bằng đai, xích hoặc bánh răng, lấy công suất từ một trục no đó của
động cơ.
Hệ thống lm mát v bôi trơn máy nén đợc lm kết hợp với các hệ thống tơng ứng
của động cơ. Lm mát bằng không khí hu nh không dùng.
Kết cấu điển hình của máy nén pít tông hai xi lanh thê hiện trên hình 2. bao gåm c¸c bé
phËn chÝnh sau: Pu ly, hai xi lanh, pít tông v nắp xi lanh, trục khuỷu, thanh truyền, van nén,
van nạp v van điều chỉnh áp suất.
Nguyên tắc hoạt động:
Khi động cơ hoạt động, pu ly quay nhê lμm cho trơc khủu vμ pÝt t«ng của máy nén khí
chuyển động. Khi pít tông đi xuống tạo chân không trong xi lanh hút mở van

26

nạp, cho không khí ngoi trời đợc hút qua bầu lọc v nạp vo xi lanh. Khi pít tông đi lên, van
nạp đóng kín, không khí trong xi lanh bị nén đẩy mở van nén, đa không khí nén qua nắp xi lanh
đến bình chứa khí nén.
Khi áp suất trong bình chứa khí nén đạt áp suất quy định thì van điều chỉnh áp suất bắt đầu
hoạt động. Lúc ny không khí nén tăng áp suất mở van áp suất đi theo
đờng ống, đẩy mở mở thông van nạp giữa hai xi lanh, cắt đờng dẫn khí nén đến bình chứa v
không khí nén đợc thông từ xi lanh ny qua xi lanh khác. Khi áp giảm xuống, van điều
chỉnh áp suất sẽ đóng kín, mở thông đờng dẫn khí nén đến bình chứa khí nén nh ban đầu.
Ngoi ra trên máy nén khí còn lắp đặt thêm các chi tiết để đảm bảo tính an ton cho hệ
thống khí nén đó l: van an ton, van điều chỉnh áp suất.
Khe hở điều chỉnh
áp suất khí nén

Vít điều chỉnh
áp suất khí nén

Đầu nối với
nớc lm mát
Van hồi khí Van
cấp khí nén
Đờng nạp khí

Bầu lọc khí

Van kiểm tra
dầu bôi trơn

Bơm dầu

Van hạn chế áp
suất dầu bôi trơn

Hình 2.10: Cấu tạo máy khí loại pít tông (2 xi lanh).

a. Bộ điều chỉnh áp suất.
Dùng để duy trì áp suất trong hệ thống ở mức qui định v giảm tải cho máy nén khi áp
suất trong các bình chứa đà đạt đến giá trị trên của giới hạn điều chỉnh.

27