Tài liệu Chương 13 Độ hao mòn các chi tiết ĐCĐT tàu quân sự hệ thống kiểm tra và sửa chữa định kỳ pdf

Chương 13
Độ hao mòn các chi tiết ĐCĐT tàu quân sự
hệ thống kiểm tra và sửa chữa định kỳh
13.1. Các nguyên nhân và các tính chất gây hao mòn của các chi tiết
trong ĐCĐT
Trạng thái kỹ thuật của động cơ trong quá trình khai thác do sự mòn
nên dần dần bị thay đổi: công suất bị giảm, tiêu hao nhiên liệu và dầu nhờn
tăng lên, mức ồn và độ rung động tăng.
Thường thường sự hao mòn của các chi tiết động cơ mang đặc tính quy
luật. Cần hiểu biết các quy luật này để tổ chức khai thác, sửa chữa kỹ thuật
thành thạo và nâng cao tuổi thọ của động cơ.
Sự hao mòn là quá trình thay đổi dần dần các kích thước, độ kín, trọng
lượng và các tính chất của vật liệu các chi tiết, dẫn đến giảm các chất lượng
khai thác của động cơ. Khi khai thác thuần thục thì cường độ mòn không vượt
quá các giới hạn đã xác lập. Sai lệch bất kỳ khỏi các điều kiện khai thác định
mức, ví dụ sự quá tải, đều gây gia tăng độ mòn của động cơ.
Dựa vào các nguyên nhân phát sinh, người ta phân chia thành mòn cơ
học, mòn do ăn mòn và mòn xâm thực.
1. Mòn cơ học
Mòn cơ học xảy ra do ma sát của các bề mặt tiếp xúc và là sự kết hợp
các hiện tượng mòn cơ học - phân tử, cơ học - ăn mòn và mài mòn.
a. Mòn cơ học - phân tử:
Mòn cơ học - phân tử xuất hiện dưới tác dụng của các lực tác dụng
tương hỗ phân tử của vật liệu ở các mặt ma sát, kết quả là xảy ra dứt đứt các
phần tử, chuyển vật liệu của một chi tiết lên bề mặt và vào trong vật liệu chi
tiết khác.
b. Mòn cơ học - ăn mòn:
Mòn cơ học - ăn mòn xảy ra do ôxi hoá các bề mặt làm việc bằng ôxi
không khí, bằng các thành phần hoạt tính của các sản vật cháy và bằng các
axit có trong nhiên liệu và dầu bôi trơn, cũng như do sự phá huỷ tiếp theo các
màng ôxít đã được tạo ra dưới tác dụng của lực ma sát.

Sự mài mòn xảy ra do kết quả các sản vật mài mòn lọt vào giữa các bề
mặt làm việc, do sự cốc hoá dầu, cặn bẩn, cáu than, v.v... Tất cả các chi tiết
làm việc trong động cơ chịu mòn cơ học: các xéc măng, các xy lanh, các ổ,
các ống dẫn hướng các xu páp, v.v...
2. Ăn mòn
ăn mòn xuất hiện do tương tác hoá học hay điện hoá của bề mặt kim
loại với nước làm mát, các khí cháy hay hơi ẩm. Ăn mòn hoá học (chất khí) là
kết quả tác dụng trực tiếp của khí cháy lên bề mặt kim loại. Nó tác dụng lên
đỉnh các pít tông, nắp xy lanh, lên bề mặt làm việc của xy lanh và lên các xu
páp. Ăn mòn điện hoá (chất lỏng) tác dụng lên các chi tiết tiếp xúc với nước
làm mát hay hơi ẩm đóng vai trò dung môi, và các chi tiết bị ăn mòn dưới tác
dụng các dòng điện Vônte xuất hiện giữa các phần kim loại có chênh lệch
điện thế. Ăn mòn điện hoá tác dụng lên các mặt ngoài và trong của xy lanh,
mặt trong khoang nước làm mát của nắp máy, blok xy lanh và các bộ phận
của hệ thống làm mát.
3. Mòn xâm thực
Mòn xâm thực là do các hiện tượng xâm thực xuất hiện trong các
khoang làm mát, nó kèm theo sự ăn mòn điện hoá, liên quan đến sự phá huỷ
màng bảo vệ trên bề mặt kim loại. Các mặt ngoài của các xy lanh chịu mòn
xâm thực.
Trị số độ mòn được xác định bằng phương pháp đo kích thước các chi
tiết, bằng cách cân, bằng phương pháp chuẩn nhân tạo, sử dụng các đồng vị
phóng xạ hoặc máy ghi biến dạng.
Phương pháp “đo vi” là phương pháp chính để xác định trị số độ mòn
kể cả trong điều kiện dưới tàu lẫn trong các xí nghiệp sửa chữa. Muốn xác
định độ mòn tổng thể của động cơ có thể được xét đoán gián tiếp theo hiện
tượng giảm các chất lượng khai thác của nó (sự giảm công suấts, tiêu tốn
nhiên liệu và dầu bôi trơn tăng lên, biểu hiện khói đen khí xả, v.v...) cũng như
theo thời gian làm việc tổng cộng của động cơ tính từ thời điểm chế tạo hay
sau sửa chữa.

13.2. Đặc tính mòn các chi tiết chính của động cơ
1. ống lót xy lanh
Độ mòn các ống lót xy lanh cùng với độ mòn nhóm pít tông thường xác
định thời hạn phục vụ của động cơ trước sửa chữa. Bề mặt làm việc của xy
lanh bị mòn phần lớn do mòn cơ học và ăn mòn; mặt ngoài bị mòn do ăn mòn
điện hoá và mòn xâm thực. Vì sự ăn mòn bề mặt làm việc của xy lanh, sự
mòn bề mặt ngoài đã được khảo sát ở những chương trước, nên dưới đây sẽ
chỉ khảo sát sự mài mòn cơ học xy lanh.
Mòn cơ học xy lanh có các tính chất sau:
- Mòn theo độ cao, về nguyên tắc, được hạn chế trên đoạn không lớn
tương ứng vị trí xéc măng trên cùng thời điểm pít tông ở điểm chết trên. Vì ở
vị trí này tốc độ pít tông gần tới 0, còn xéc măng ở thời điểm nổ bị ép vào xy
lanh với lực lớn nhất, nên ở đây có thể xuất hiện ma sát nửa ướt, và trường
hợp này độ mòn lớn nhất. Mòn cơ học kèm theo ăn mòn bề mặt gương xy
lanh. Ngoài giới hạn phần này độ mòn nhỏ vì tốc độ pít tông tăng, làm xuất
hiện chế độ ma sát ướt.
- Độ mòn có tăng một ít ở đoạn tương ứng vị trí pít tông ở điểm chết
dưới, vì ở đây điều kiện bôi trơn cũng xấu đi.
- ở các động cơ 2 kỳ, độ mòn xy lanh tăng lên ở khu vực các cửa quét
và thải, ở đó áp suất riêng của các xéc măng bị tăng lên trên đoạn nối giữa các
cửa, còn sự bôi trơn bị xấu đi do dầu bị không khí quét hay khí thải thổi dạt
đi.
- Theo chu vi, xy lanh bị mòn thành dạng elíp do áp suất pít tông ép
không đều lên xy lanh.
Độ mòn không đều xy lanh theo chiều cao và đường kính gây tăng khe
hở giữa pít tông và xy lanh, phá huỷ sự làm việc bình thường của các xéc
măng và là nguyên nhân chủ yếu làm giảm công suất động cơ do tổn thất một
phần không khí nạp và lọt khí cháy xuống các te.
Độ mòn giới hạn của xy lanh ĐCĐT cao tốc không được vượt quá 0,6
÷ 1,0% đường kính xy lanh. Độ côn không được vượt quá 0, 15mm trên 1m

độ dài.
2. Nhóm pít tông
Pít tông bị mòn ở phần dẫn hướng, các xéc măng và các rãnh xéc măng,
các bề mặt đỡ của bệ chốt và chốt.
Xéc măng trên cùng bị mòn nhiều hơn cả, vì trên các đoạn hành trình
riêng biệt của pít tông nó làm việc trong các điều kiện ma sát nửa ướt và chịu
các áp suất cao, nhiệt độ cao và các sản phẩm cháy ăn mòn mạnh. Khi bị mòn,
chiều dày của nó bị giảm, các tính chất đàn hồi bị xấu đi và khe hở trong
miệng xéc măng bị tăng lên, do vậy tăng vọt khí cháy và không khí nạp. Việc
đạt tới khe hở giới hạn của miệng xéc măng xác định sự cần thiết tháo động
cơ để thay thế các xéc măng. Vì vậy, giá trị độ mòn của xéc măng trên cùng là
một trong các chỉ tiêu xác định thời hạn làm việc của động cơ tới khi sửa
chữa. Các xéc măng còn lại bị mòn ít hơn.
Các rãnh xéc măng bị mòn theo chiều cao, các nguyên nhân mòn là do
gây va đập các xéc măng, tác dụng của mài mòn và ăn mòn.
Phần dẫn hướng của pít tông bị mòn ít hơn. Khi làm việc nó có hơi
bị ôvan.
Chốt pít tông bị mòn theo đường kính, đồng thời bị cả độ elíp và bị
côn. Độ mòn của chốt, các bề mặt tỳ trong bệ chốt và trong đầu nhỏ thanh
truyền dẫn đến làm tăng khe hở trong ổ đầu to thanh truyền, xuất hiện các
tiếng gõ, làm xấu chất lượng bôi trơn.
Độ elíp giới hạn theo đường kính pít tông và độ côn theo chiều dài
phần dẫn hướng, đối với ĐCĐT không đượt vượt quá 0,15 ÷ 0, 80mm. Độ
mòn giới hạn của các xéc măng theo bề dày không được vượt quá 0,005 ÷ 0,
006 đường kính xy lanh. Độ elíp và độ côn các chốt pít tông không được vượt
quá 0,12 ÷ 0,25mm.
3. Trục khuỷu và các ổ đỡ
Người ta xác định tuổi thọ động cơ cho đến kỳ đại tu theo thời gian đạt
tới độ mòn giới hạn của các cổ trục khuỷu và của khe hở trong các ổ.
Các cổ trục và các ổ chịu mòn do ma sát, mài mòn và ăn mòn. Kết quả,

đường kính cổ trục bị giảm, đường kính trong các bạc lót đến các ổ và khe hở
trong các ổ tăng lên. Điều đó dẫn đến làm xấu điều kiện bôi trơn, tăng ma sát
và tăng nguy cơ nóng chảy các ổ.
Trị số độ mòn các ổ riêng biệt và các bạc lót không như nhau, do đó
phá huỷ sự đồng tâm các cổ khuỷu và trục khuỷu bị uốn trên từng phần riêng
biệt. Độ uốn này được đo theo sự sai lệch của các má trục.
Nếu trị số sai lệch các má khuỷu đạt trị số giới hạn thì phải tháo rã
động cơ và lắp đặt lại trục, khi đó theo nguyên tắc phải thay tất cả các bạc lót
trong ổ khuỷu.
Ngoài ra, mỗi cổ trục và bạc lót bị mòn không như nhau ở các tiết diện
khác nhau, kể cả theo độ dài lẫn theo chu vi. Do đó, xuất hiện độ côn, hình
trống, độ ôvan.
Giá trị độ mòn giới hạn cho phép của trục và ổ được cho trong thuyết
minh động cơ hay trong các tài liệu kỹ thuật cho sửa chữa.
13.3. ảnh hưởng của các yếu tố khai thác chủ yếu tới độ mòn động cơ
Các yếu tố khai thác chủ yếu có ảnh hưởng đến cường độ mòn là: tải
trọng, số vòng quay, tính ổn định của chế độ làm việc, tần số khởi động và
dừng máy, hiệu quả bôi trơn và trạng thái nhiệt của động cơ.
1. Tải trọng
Tải trọng càng cao (đặc trưng bằng P
c
cao) thì áp suất riêng biệt các chi
tiết càng lớn, ứng suất nhiệt cao hơn, càng khó đảm bảo chế độ ma sát ướt và
do đó mòn càng mạnh. Nhưng khi tải trọng quá thấp thì quá trình tạo hỗn hợp
bị xấu đi và các chi tiết cơ bản có nhiệt độ thấp. Khi đó động cơ làm việc với
các khe hở lớn trong nhóm pít tông - xy lanh, sự lọt khí cháy xuống các te bị
tăng, các xéc măng bị cốc hoá, điều kiện bôi trơn bị xấu đi, điểm này cũng
dẫn đến tăng cường độ mòn. Các tổn thất công suất của động cơ cho ma sát
được xác định bằng quan hệ:

Vì vậy, số vòng quay ảnh hưởng đơn trị đến độ mòn động cơ. Tăng
vòng quay thì cường độ mòn tăng.
Sự thay đổi bất kỳ số vòng quay gây ra sự xuất hiện thời kỳ chạy rà các
chi tiết làm việc, khi đó làm mất tính ổn định của chế độ bôi trơn. Vì vậy, sự
chuyển tiếp các chế độ làm việc cũng như khởi động và dừng động cơ luôn
kèm theo sự tăng cường độ mài mòn.