Tìm hiểu kết cấu và đề xuất giải pháp cải tiến hệ thống bôi trơn động cơ RV165 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tìm hiểu kết cấu và đề xuất giải
pháp cải tiến hệ thống bôi trơn
động cơ RV165-2
Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô

Giảng viên hướng dẫn:

PGS.TS Khổng Vũ Quảng

Bộ môn:
Viện:

Động cơ đốt trong
Cơ khí động lực

HÀ NỘI, 01/2021

Chữ ký của GVHD



ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
“Tìm hiểu kết cấu và đề xuất giải pháp cải tiến hệ thống bôi trơn động cơ RV1652”

Giáo
dẫn

viên

hướng

Ký và ghi rõ họ tên


TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN

Sinh viên:
Lớp: CN – Ơ tơ 1 K61
Khóa: 61
Ngành: CN – CN kỹ thuật Ô tô
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Khổng Vũ Quảng
1. Tên đề tài tốt nghiệp:
Tìm hiểu kết cấu và đề xuất giải pháp cải tiến hệ thống bôi trơn động cơ RV1652
2. Các số liệu ban đầu:
Lấy theo tài liệu của động cơ RV165-2 và các tài liệu liên quan.
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
- Phần giới thiệu
- Chương 1: Giới thiệu chung về hệ thống bôi trơn của động cơ đốt trong.
- Chương 2: Hệ thống bôi trơn động cơ RV165-2.
- Chương 3: Nghiên cứu, đề xuất giải pháp cải tiến hệ thống bôi trơn động
cơ RV165-2.
- Kết luận và hướng phát triển của đồ án.

4. Số lượng và tên các bản vẽ: (Kích thước Ao)
Tùy thuộc vào nội dung và kết quả thực tế sẽ quyết định số lượng và tên bản vẽ.
5. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế:
6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

Hà Nội, Ngày
Sinh viên

tháng

năm 2021

Giáo viên hướng dẫn
PGS.TS Khổng Vũ Quảng


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cơ trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
đã tận tình giảng dạy và truyền đạt kiến thức cũng như kinh nghiệm trong bốn
năm học vừa qua.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô ở Viện Cơ khí động lực
đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em có thể sớm hồn thành đồ án tốt nghiệp
này.
Đặc biệt em xin cảm ơn giáo viên hướng dẫn PGS.TS Khổng Vũ Quảng –
Trưởng bộ môn động cơ đốt trong viện cơ khí động lực trường ĐH Bách Khoa
Hà Nội đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, giải đáp thắc mắc trong suốt quá trình
thực hiện đồ án này.
Cuối cùng là lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, người thân và bạn bè đã động
viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có thể hồn thành đồ án đúng
hạn.

TĨM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN
Với mong muốn tìm hiểu, đồng thời chia sẻ một phần hiểu biết của mình
để bắt kịp với bước phát triển của ngành động cơ đốt trong cũng như phục vụ
công việc sau này, em xin được làm đồ án với tên đề tài là “Tìm hiểu kết cấu và
đề xuất giải pháp cải tiến hệ thống bôi trơn động cơ RV165-2”. Bằng phương
pháp tham khảo tài liệu, thu thập và tổng hợp thông tin từ tài liệu chuyên ngành
đặc biệt là tài liệu nước ngoài, kết hợp với việc học hỏi kinh nghiệm từ thầy cô,
bạn bè và hiểu biết của bản thân để hình thành đề cương chi tiết của đồ án, đưa ra
đánh giá, nhận xét của bản thân và dần dần hoàn thiện nội dung thuyết minh. Qua
đồ án này, em đã nắm rõ được tầm quan trọng của hệ thống bôi trơn cũng như các
hệ thống khác trong động cơ đốt trong nói chung và động cơ Diesel nói riêng, từ
đó tìm hiểu sâu vào hệ thống và đưa ra các phương án cải tiến để giảm thiểu
những tổn hao mà động cơ gây ra. Đồ án có thể là tài liệu học tập tham khảo cho
sinh viên khoá sau nghiên cứu và định hướng phát triển ra các đồ án mở rộng
hơn.
Đồ án tốt nghiệp này có thể ví như một dự án lớn đầu tiên của em trước khi
bước vào sự nghiệp. Quá trình thực hiện đồ án là cơ hội để em hoàn thiện kĩ năng
tin học văn phịng, trình bày thuyết mình, bản vẽ và kiến thức tiếng anh chuyên
ngành. Đặc biệt những kiến thức khi còn ở trên ghế nhà trường được em ôn
luyện, tiếp thu nghiêm túc và sáng tạo, phương pháp giải quyết vấn đề phát sinh
trong quá trình làm đồ án được sử dụng linh hoạt. Trong quá trình làm đồ án do
kiến thức cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi những sai sót rất mong q thầy
cơ cùng các bạn chỉnh góp ý để đồ án của chúng em tốt hơn.

Sinh viên thực hiện


MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH MINH HỌA


DANH MỤC BẢNG MINH HỌA


PHẦN GIỚI THIỆU
1. Lý do chọn đề tài
Động cơ đốt trong từ khi ra đời đã chứng minh được nhiều tính ưu việt
trong ngành cơ khí, kỹ thuật. Ngày nay động cơ đốt trong ln được cải tiến
thêm nhiều tính năng mới, áp dụng các biện pháp khoa học mới để ngày càng
hoàn thiện hơn về mặt kết cấu và cơng dụng. Hiện nay có nhiều loại động cơ như
động cơ phản lực, động cơ tua bin hơi, động cơ điện,.v.v. tuy nhiên động cơ đốt
trong vẫn được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kinh tế, giao thông, nơng
nghiệp, cơng nghiệp và quốc phịng.
Để thuận tiện cho việc học tập và nghiên cứu, người ta chia ra trong động
cơ đốt trong ra nhiều hệ thống: hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống
làm mát,… mỗi hệ thống đều có tầm quan trọng nhất định. Hệ thống bơi trơn là
một trong những hệ thống chính của động cơ. Việc tìm hiểu, khảo sát một hệ
thống bất kỳ trong động cơ sẽ giúp sinh viên củng cố lại kiến thức đã học và biết
đi sâu tìm hiểu những hệ thống khác nữa. Vì vậy, em chọn đề tài “Tìm hiểu kết
cấu và đề xuất giải pháp cải tiến hệ thống bôi trơn động cơ RV165-2” để làm
đồ án tốt nghiệp.
2. Mục đích nghiên cứu
• Hiểu rõ hơn về hệ thống bơi trơn trong động cơ đốt trong nói chung và
động cơ RV165-2 nói riêng.
• Từ những tài liệu đã tìm hiểu đưa ra các giải pháp cải tiến dành cho động
cơ RV165-2.
3. Phương pháp nghiên cứu
• Tra cứu trong các tài liệu, giáo trình kỹ thuật được giảng dạy và các luận

văn trên thư viện tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
• Nghiên cứu, tìm kiếm thơng tin trên mạng Internet, các Website trong và
ngoài nước. So sánh và tổng hợp để sử dụng những thông tin cần thiết và
đáng tin cậy.
• Tham khảo ý kiến của các thầy khoa cơ khí động lực trường Đại học Bách
Khoa Hà Nội, đặc biệt là giáo viên hướng dẫn PGS.TS Khổng Vũ
Quảng.
• Tổng hợp và phân tích các nguồn dữ liệu thu thập được, từ đó đưa ra
những đánh giá và nhận xét của riêng mình.
4. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài chỉ nghiên cứu về hệ thống bôi trơn trong động cơ đốt trong nói
chung và động cơ RV165-2 nói riêng. Nghiên cứu phân bố nhiệt trong động cơ
để trình bày các giải pháp cải tiến.
5. Các nội dung chính trong đề tài
• Phần giới thiệu
• Chương 1: Giới thiệu chung về hệ thống bôi trơn sử dụng trọng động cơ
đốt trong
• Chương 2: Hệ thống bơi trơn động cơ RV165-2


• Chương 3: Nghiên cứu, đề xuất các giải pháp cải tiến hệ thống bơi trơn
động cơ RV165-2
• Kết luận và hướng phát triển của đồ án


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG BÔI TRƠN SỬ
DỤNG TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
1.1 Vai trò và nhiệm vụ của hệ thống bôi trơn
Khi một động cơ làm việc cần phải đảm bảo được sự ổn định và bền vững
thông qua các hệ thống cần thiết trong động cơ như: hệ thộng bôi trơn, hệ thống

làm mát, hệ thống cung cấp nhiên liệu,…
Hệ thống bôi trơn trong động cơ đốt trong được hợp thành từ một số chi
tiết, ống dẫn dầu và các đường dầu. Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ đưa dầu bơi
trơn đến các bề mặt ma sát của các chi tiết, đồng thời lọc sạch những tạp chất lẫn
trong dầu bôi trơn để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường của động cơ cũng
như tăng tuổi thọ các chi tiết.
1.2 Dầu bôi trơn
1.2.1 Công dụng dầu bôi trơn
Trong hệ thống bôi trơn dầu bơi trơn chiếm một vai trị rất quan trọng, là
chất liệu trung gian đệm vào giữa các bề mặt ma sát có chuyển động tương đối
với nhau bảo về các chi tiết đó tránh sự hư hỏng. Căn cứ vào tính chất này mà
người ta phân loại ma sát trượt các ổ trục thành các loại:
- Ma sát khô: Xảy ra khi giữa hai bề mặt ma sát hoàn toàn khơng có dầu bơi
trơn, các mặt ma sát trực tiếp tiếp xúc với nhau.
- Ma sát ướt: Xảy ra khi giữa hai bề mặt ma sát có một lớp dầu bơi trơn
khiến trong q trình chuyển động các bề mặt ma sát hồn tồn khơng tiếp xúc
trực tiếp với nhau.
- Ma sát nửa ướt hoặc nửa khô: Xảy ra khi màng dầu bôi trơn ngăn cách
hai bền mặt ma sát bị phá hoại, mặt ma sát tiếp xúc cục bộ ở những vùng màng
dầu bôi trơn bị phá hoại sinh ra một số chỗ trên bề mặt ma sát có màng dầu và
một số chỗ khác khơng có màng dầu bôi trơn.
- Ma sát tới hạn: Là trạng thái ma sát trung gian giữa ma sát ướt và ma sát
khô. Khi xảy ra ma sát tới hạn, trên bề mặt ma sát tồn tại một lớp dầu bôi trơn,
nhưng lớp dầu này rất mỏng. Màng dầu này chịu tác dụng của lực phân tử của bề
mặt kim loại nên bám chặt trên bề mặt kim loại và mất đi khả năng di động. Vì
vậy, trong trường hợp này, lực ma sát quyết định bởi quá trình sản sinh do kết
quả của lực tương tác giữa bề mặt ma sát với màng dầu nhờn bám lên nó.
- Hệ số ma sát: Tuỳ thuộc vào vị trí và điều kiện làm việc cụ thể của ổ trục
mà ta chọn vật liệu chế tạo ổ trục ứng với hệ số ma sát, hoặc ngược lại cho hợp
lý. Hệ số ma sát của các loại vật liệu ổ trục trong điều kiện ma sát khô và ma sát

ướt qua bảng 1.1.

11


Bảng 1.1 Hệ số ma sát của một số loại vật liệu

Vật liệu ổ trục
Gang với gang
Gang với đồng

Hệ số ma sát
Ma sát khơ
Ma sát ướt
0.15
0.07÷0.12
0.07÷ 0.15

Thép với thép

0.15÷0.2
0.15

Thép với đồng

0.15

0.01÷0.15

Thép với babít

0.25÷ 0.28
0.26

0.05÷0.1

Thép với nhơm

0.05÷0.1

0.05÷0.1

Dầu bơi trơn có rất nhiều công dụng, sau đây là một số công dụng chủ yếu:
- Bôi trơn các bề mặt, giảm ma sát:
Khi gia công hay chế tạo các chi tiết dù cấp chính xác rất cao, bề mặt làm
việc vẫn có độ nhấp nhô. Động cơ làm việc, hai bề mặt tiếp xúc có chuyển động
tương đối với nhau sinh ra lực cản hay lực ma sát rất lớn. Nếu giữa hai bề mặt
này có một lớp dầu bơi trơn thì ma sát sẽ giảm và chi tiết lâu mịn hơn.
Chính vì giảm ma sát nên tổn thất của cơ giới của động cơ giảm. Hiệu suất
cơ giới
sẽ tăng. Hiệu suất có ích của tồn động cơ
khi đó cũng tăng tức là tăng tính kinh tế của động cơ.
- Làm mát một phần động cơ:
Khi động cơ làm việc, do ma sát tại các bề mặt làm việc như piston –
xylanh, trục khuỷu – bạc lót, … sinh nhiệt. Mặt khác, một số chi tiết như piston,
vòi phun … còn nhận nhiệt của khí cháy truyền nhiệt đến. Vì thế ở nhiệt độ cao ở
một số chi tiết có thể phá hỏng điều kiện làm việc bình thường của động cơ gây
bó kẹt, giảm độ bền, … Dầu bôi trơn thu nhiệt do ma sát và khí cháy truyền cho
các bề mặt làm việc của chi tiết, qua bộ phận làm mát đưa ra ngoài.
- Làm sạch bề mặt ma sát:

Khi động cơ làm việc, sau khi bôi trơn và làm mát, dầu bôi trơn ra khỏi mặt
ma sát đem theo các mạt kim loại do mài mòn và những tạp chất cơ học khác
như: muội than, đất cát v.v... Do đó, dầu bôi trơn đã làm cho bề mặt làm việc có
ma sát sạch, khơng bị cạo xước và mài mịn do các tạp chất cơ học gây nên.
- Làm kín khe hở:
Khi động cơ làm việc, dầu bôi trơn làm kín khe hở giữa piston và xylanh,
giữa xéc măng với piston v.v..., do đó buồng cháy được kín, khí cháy khó lọt
xuống cacte và bảo đảm được cơng suất động cơ.
12


- Bảo vệ chi tiết:
Dầu bơi trơn ngồi những cơng dụng trên cịn có tác dụng bảo vệ các chi
tiết khỏi bị ăn mòn hay xâm thực do ảnh hưởng của độ ẩm, ơxi hố và khí cháy.
1.2.2 Tính chất của dầu bôi trơn
Dầu bôi trơn được sử dụng tốt khi nắm rõ các tính chất của dầu. Dầu cần
phải bám chắc vào bề mặt chi tiết, chống han rỉ, hút nhiệt, khơng thay đổi phẩm
chất trong q trình bảo quản và làm việc. Sau đây là một số tính chất quan trọng
của dầu bôi trơn.
- Độ nhớt
Độ nhớt là một trong những tính chất chủ yếu về chất lượng bơi trơn của
dầu bơi trơn. Độ mịn của chi tiết, tính khởi động của động cơ và khả năng lựu
thơng của dầu bôi trơn phụ thuộc nhiều vào độ nhớt. Nếu dầu bôi trơn không đủ
độ nhớt hay độ nhớt bé quá sẽ bị ép ra khỏi ổ trục, làm cho ổ trục bị mịn nhanh
và có khi bị cháy. Ngược lại, nếu dầu bơi trơn có độ nhớt lớn q sẽ khó lưu
thơng qua các lỗ nhỏ hoặc khe hở giữa các bề mặt làm việc của các chi tiết. Độ
nhớt của dầu bôi trơn thay đổi và phụ thuộc vào nhiệt độ. Nếu nhiệt độ tăng thì
độ nhớt của dầu bôi trơn sẽ giảm.
- Điểm bén lửa
Điểm hay độ bén lửa của dầu bôi trơn là nhiệt độ tại đó hơi dầu bơi trơn có

thể tự cháy được. Dầu bơi trơn dùng trong động cơ thường có điểm bén lửa vào
khoảng 343K ÷ -473K.
Dầu bơi trơn có độ nhớt cao, điểm bén lửa cũng rất cao.
- Nhiệt độ đông đặc
Nhiệt độ đông đặc của dầu dầu bôi trơn là nhiệt độ thấp nhất mà dầu nhơn
có thể động đặc lại. Nhiệt độ đông đặc của dầu bôi trơn có ảnh hưởng rất nhiều
đối với những động cơ làm việc về mùa đơng, đặc biệt ở các nước có nhiệt độ
thấp. Nhiệt độ đông đặc của dầu bôi trơn dùng trong động cơ thường là 253K (200C).
- Lượng axit
Lượng axít thể hiện tính ăn mịn kim loại của dầu bôi trơn. Dầu bôi trơn để
lâu ngày hoặc đã dùng bị phân huỷ, thì lượng axít tăng lên và làm cho chi tiết
chóng mịn. Vì vậy, động cơ nên dùng dầu bơi trơn có lượng axít ít nhất.
Ngồi những tính chất chủ yếu trên, dầu bơi trơn cần có phải đảm bảo sạch
không lẫn nước và các tạp chất v.v...

13


1.2.3 Các chỉ số sử dụng của dầu bôi trơn
Tùy thuộc vào những điều kiện làm việc, vật liệu dùng để chế tạo các chi
tiết, chất lượng gia công bề mặt và những điều kiện khác nhau nên khi sử dụng 1
trong các loại dầu bơi trơn thì ta phải hiểu rõ các chỉ số trong các loại dầu bôi
trơn đó. Thơng thường trên bao bì sản phẩm đều có ghi rõ ký hiệu thể hiện các
tính năng sử dụng của từng loại dầu. Hiện trên nay, quy cách kỹ thuật chủ yếu
dựa trên các tiêu chuẩn của các tổ chức Hoa Kỳ. Khi mua nên dựa vào hai chỉ số
quan trọng ghi trên bao bì là chỉ số SAE và API.
- Chỉ số SAE
Đây là chỉ số phân loại dầu theo độ nhớt ở 100 0C và -180C. Tại một nhiệt độ
nhất định, ví dụ ở 1000C, chỉ số SAE lớn tức là độ nhớt của dầu cao và ngược lại.
Chỉ số SAE của dầu cho biết cấp độ nhớt và có hai loại độ nhớt sau:

Loại đơn cấp: Là loại dầu chỉ có một độ nhớt. Ví dụ: SAE – 40, SAE – 50,
SAE – 10W, SAE – 20W. Cấp độ nhớt có chữ W (Winter : mùa đông) dựa trên cơ
sở độ nhớt ở nhiệt độ thấp nhất, cịn cấp độ nhớt khơng có chữ W dựa trên cơ sở
độ nhớt ở C.
Loại đa cấp: Là loại có hai độ nhớt như SAE – 10W/40, SAE – 20W/50
Ví dụ: SAE – 10W/40. Ở nhiệt độ thấp có cấp độ nhớt giống như loại đa cấp
SAE – 10W, cịn ở nhiệt độ cao có độ nhớt như loại đơn cấp SAE – 40. Loại dầu
thường dùng ở Việt nam là loại SAE – 20W/40.
- Chỉ số API
Chỉ số API cho biết cấp hạng chất lượng nhớt khác nhau theo chủng loại
động cơ. Chỉ số API càng cao có nghĩa chất lượng dầu càng cao và được chia làm
hai loại sau:
Dầu chuyên dụng: Là loại dầu chỉ dùng cho một trong hai loại động cơ
xăng hay diesel. Ví dụ, hai loại dầu là API – SH và API – CE, chữ cái thứ nhất
sau dấu – cho biết loại động cơ sử dụng dầu (S cho động cơ xăng, C cho động cơ
diesel), chữ cái thứ hai chỉ cấp chất lượng dầu tăng dần theo thứ tự chữ cái (alphabet). Cấp cao nhất hiện nay là loại SH và CF.
Dầu đa dụng: là loại dầu bơi trơn có thể dùng cho cả động cơ xăng và động
cơ diesel. Ví dụ, dầu có ký hiệu API SG / CD, có nghĩa là dùng cho động cơ xăng
với cấp chất lượng G, còn dùng cho động cơ xăng với cấp chất lượng D. Chỉ số
cho động cơ nào (S hay C) viết trước dấu / có nghĩa là ưu tiên dùng cho động cơ
đó. Đối với ví dụ này, dầu được ưu tiên dùng cho động cơ xăng.
Khi sử dụng dầu phải theo đúng hướng dẫn của nhà chế tạo động cơ về chỉ
số SAE, API và thời gian thay dầu. Phải sử dụng dầu có đúng chỉ số SAE theo
yêu cầu, cịn chỉ số API càng cao có ý nghĩa chất lượng dầu càng tốt, thời gian
thay dầu càng lâu, số lần thay dầu ít hơn.
1.2.4 Một số loại dầu bôi trơn đang được sử dụng hiện nay
Hiện nay ở trên thị trường các lọa dầu nhớt được sản xuất rộng rãi với các
thương hiệu khác nhau. Mỗi một loại dầu nhớt sẽ có cơng dụng và ưu điểm riêng
14

để phù hợp với từng loại động cơ đốt trong. Sau đây là một số loại dầu bôi trơn
đang được sử dụng phổ biến hiện nay.
- Dầu động cơ SG/CF 20W-50: là một loại dầu đa dụng của Toyota sản xuất
thích hợp dùng cho động cơ xăng và dầu. Dầu động cơ này có chỉ số SAE là
20W-50 và chỉ số API là SG/CF.
- Dầu động cơ castrol MAGNATEC 10w-40: là một loại dầu đa dụng thích
hợp với các loại động cơ xăng và dầu. Dầu động cơ này có chỉ số SAE là 10W-40
và chỉ số API là SN/CF.
Phụ thuộc vào 2 chỉ số SAE và API trong các loại dầu bơi trơn, từ đó ta có
thể lựa chọn được các loại dầu bôi trơn phù hợp nhất với các động cơ khác nhau
giúp động cơ hoạt động một cách tốt nhất.
1.3 Các loại phương pháp bôi trơn dùng trong động cơ đốt trong
Để cung cấp dầu bôi trơn liên tục đến các bề mặt ma sát của các chi tiết
máy, truyền động của động cơ đốt trong ta có thể lựa chọn những phương pháp
bơi trơn, kiểu bố trí hệ thống bơi trơn khác nhau. Động cơ đốt trong sử dụng
nhiều loại hệ thống bôi trơn khác nhau. Tùy thuộc vào loại động cơ, điều kiện
làm việc, … mà trang bị hệ thống bôi trơn cho động cơ phù hợp. Sau đây là các
phương pháp bôi trơn thường gặp trong các động cơ thông thường:
- Bôi trơn cách pha dầu vào nhiên liệu.
- Bôi trơn bằng vung té.
- Bôi trơn cưỡng bức.
- Bôi trơn hỗn hợp.
1.3.1 Bôi trơn bằng pha dầu vào nhiên liệu
Phương pháp này được dùng ở động cơ xăng hai kỳ có cửa nạp, cửa xả, cửa
thổi ở trên xi lanh và các te chứa hồ khí. Dầu bơi trơn được pha vào trong nhiên
liệu theo một tỷ lệ nhất định từ 1/20 – 1/25. Các hạt dầu trong hỗn hợp xăng –
dầu khi vào hộp cacte – trục khuỷu và xylanh sẽ ngưng đọng trên các bề mặt chi
tiết để bôi trơn các bề mặt ma sát. Dầu được pha theo các cách sau:
- Cách thứ nhất: Xăng và dầu bơi trơn được hồ trộn trước khi đổ vào bình

chứa. Gọi là xăng pha dầu.
- Cách thứ hai: Dầu bôi trơn và xăng được chứa ở hai thùng riêng biệt trên
động cơ. Trong quá trình động cơ làm việc, dầu và xăng được hồ trộn song
song, tức là dầu và xăng được pha trộn theo định lượng khi ra khỏi thùng chứa.
- Cách thứ ba: Dùng bơm phun dầu trực tiếp vào ống khuyếch tán hay vị trí
bướm ga. Bơm được điều chỉnh theo tốc độ vịng quay của động cơ và vị trí
bướm ga nên định lượng dầu được hoà trộn phù hợp với các tốc độ, chế độ tải
trọng khác nhau.
Quá trình động cơ làm việc, các hạt dầu ở trong hỗn hợp xăng – dầu sẽ
ngưng đọng trên các bề mặt chi tiết để bôi trơn các bề mặt ma sát.
Phương pháp bôi trơn bằng cách pha dầu vào trong nhiên liệu rất đơn giản nhưng
khơng an tồn, do khó đảm bảo được lượng dầu bôi trơn cần thiết. Mặt khác do
15


bơi trong hỗn hợp khí bị đốt cháy cùng nhiên liệu nên dễ tạo muội than bám trên
đỉnh pit tông ngăn cản q trình tản nhiệt của pit tơng. Nếu lượng dầu pha nhiều,
muội than hình thành càng nhiều làm pit tơng q nóng dẫn đến hiện tượng cháy
sớm, kích nổ, bu ri đoản mạch. Nếu pha ít dầu, bơi trơn kém làm cho pit tơng bó
kẹt trong xi lanh.
1.3.2 Bôi trơn bằng vung té
Nguyên lý làm việc:
- Bôi trơn vung toé trong động cơ nằm ngang.
- Bôi trơn vung t trong động cơ đứng.
- Bơi trơn vung t có bơm dầu đơn giản.
Phương pháp này được thể hiện qua hình 1.1, dầu bơi được chứa trong cacte
khi động cơ làm việc nhờ vào thìa múc dầu lắp trên đầu to thanh truyền múc hắt
tung lên. Nếu múc dầu trong cacte bố trí cách xa thìa múc thì hệ thống bơi trơn
có dùng thêm bơm dầu kết cấu đơn giản để bơm dầu lên máng dầu phụ, sau đó
dầu nhờn mới được hắt tung lên. Cứ mỗi vòng quay của trục khuỷu thìa hắt dầu

múc dầu lên một lần. Các hạt dầu vung té ra bên trong khoảng không gian của
cacte sẽ rơi tự do xuống các mặt ma sát của ổ trục.

Hình 1.1 Bơi trơn bằng phương pháp vung té

Để đảm bảo cho các ổ trục không bị thiếu dầu, trên các vách ngăn bên trên
ổ trục thường có các gân hứng dầu khi dầu tung lên.
Ưu, nhược điểm:

- Ưu điểm: Kết cấu của hệ thống bôi trơn rất đơn giản, dễ bố trí.
- Nhược diểm: Phương án bơi trơn này rất lạc hậu, không đảm bảo lưu
lượng dầu bôi trơn của ổ trục, tuổi thọ dầu giảm nhanh, cường độ dầu bơi
trơn khơng ổn định nên ít dùng.
Phạm vi sử dụng:
Hiện nay, phương án này chỉ còn tồn tại trong những động cơ kiểu cũ, công
suất nhỏ và tốc độ thấp: Thường dùng trong động cơ một xylanh kiểu xylanh
nằm ngang có kết cấu đơn giản như T62, W1105...hoặc một trong vài loại động
cơ một xylanh, kiểu đứng kết hợp bôi trơn vung té dầu với bôi trơn bằng cách
nhỏ dầu tự động như động cơ Becna, Slavia kiểu cũ...
16


1.3.3 Hệ thống bôi trơn cưỡng bức
Trong hệ thống này dùng bơm dầu để đưa dầu đến các bề mặt làm việc có
ma sát. Dầu bơi trơn ln ln lưu động tuần hồn và có một áp suất nhất định,
thường khoảng 0, 1 - 0,04MN/m2.
Hệ thống bôi trơn cưỡng bức có cấu tạo phức tạp, nhưng có ưu điểm là điều
chỉnh được lượng dầu, tẩy rửa sạch bề mặt ma sát và hiệu quả bôi trơn tốt.
Hệ thống bôi trơn cưỡng bức thường dùng ở một số động cơ có cấu tạo đặc
biệt và dầu không chứa ở các te mà để ở một thùng khác như động cơ đặt ngược

hay đặt ngang có pit tơng đối nhau...
Thơng thường, tùy theo vị trí chứa dầu, hệ thống bơi trơn cưỡng bức phân
thành hai loại hệ thống: hệ thống bôi trơn cacte ướt và hệ thống bôi trơn cacte
khô.
1.3.3.1. Hệ thống bôi trơn cacte ướt
Trong hệ thống bôi trơn cacte ướt như thể hiện trên hình 1.2, tồn bộ lượng
dầu của hệ thống bôi trơn chứa trong cacte của động cơ.
- Nguyên lý làm việc: Bơm dầu được dẫn động từ trục khuỷu hoặc trục cam.
Dầu trong cacte được hút vào bơm qua phao hút dầu, phao hút dầu có lưới chắn
để lọc sơ các tạp chất có kích thước lớn và có khớp nối nên ln ln nổi trên
mặt thống để hút dầu, kể cả khi động cơ bị nghiêng. Sau bơm, dầu có áp suất
cao chia thành 2 nhánh. Một nhánh đến két làm mát dầu, tại đây dầu được làm
mát rồi trở về cacte. Nhánh thứ 2 đi qua bầu lọc thơ rồi đến đường dầu chính, từ
đường dầu chính dầu theo các đường nhánh đi bơi trơn trục khuỷu sau đó lên bơi
trơn đầu to thanh truyền và chốt piston, đi bôi trơn trục cam… Cũng từ đường
dầu chính một đường dầu khoảng 15 – 20% lưu lượng dầu dẫn đến bầu lọc tinh.
Tại đây, những tạp chất rất nhỏ được giữ lại nên dầu được lọc rất sạch và sau đó
dầu ra khỏi với áp suất nhỏ chảy về cacte.

17


Hình 1.2 Bơi trơn cưỡng bức các te ướt

Van ổn áp ở bơm dầu có tác dụng khống chế áp suất dầu sau bơm.
Khi bầu lọc thơ bị tắc thì van an tồn ở bầu lọc thơ sẽ mở, phần lớn dầu sẽ
không qua lọc thô mà lên thẳng đường dầ chính đi bơi trơn các chi tiết, tránh
hiện tượng thiêu dầu cung cấp các bề mặt cần bôi trơn.
Khi nhiệt độ dầu lên quá cao (khoảng 80 0C), do độ nhớt giảm, van nhiệt ở
két làm mát sẽ đóng hoàn toàn để dầu qua két làm mát rồi trở về cacte.

Do tồn bộ dầu bơi trơn chứa trong cacte nên cacte phải sâu để có dung tích
lớn, do đó làm tăng chiều cao của động cơ. Ngoài ra, dầu trong cacte ln ln
tiếp xúc với khí cháy có nhiệt độ cao từ buồng cháy lọt xuống mang theo hơi
nhiên liệu và các hơi axit làm giảm tuổi thọ của dầu.
Ngồi việc bơi trơn các bộ phận trên, để bơi trơn các bề mặt làm việc
xylanh, piston, … người ta kết hợp tận dụng dầu vung ra khỏi ổ đầu to thanh
truyền trong quá trình làm việc ở một số động cơ, trên đầu to thanh truyền khoan
một lỗ nhỏ phun dầu về phía trục cam tăng chất lượng bơi trơn.
- Ưu điểm: Cung cấp khá đầy đủ dầu bôi trơn cả về số lượng và chất lượng,
độ tin cậy và làm việc của hệ thống bôi trơn tương đối cao.
- Nhược điểm: Do dùng cacte ướt (dầu chứa trong cacte) nên khi động cơ
làm việc ở độ nghiêng lớn, dầu bơi trơn dồn về một phía khiến phao hút dầu bị
hẫng. Vì vậy, lưu lượng dầu cung cấp sẽ không đảm bảo đúng yêu cầu
- Phạm vi sử dụng: Hầu hết các loại động cơ đốt trong ngày nay đều dùng
phương pháp bôi trơn cưỡng bức do dầu bôi trơn trong hệ thống bôi trơn được
bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một áp suất nhất định nên có thể đảm
bảo u cầu bơi trơn, làm mát và tẩy rửa bề mặt ma sả các ổ trục.

18


Nói chung hệ thống bơi trơn cacte ướt thường dùng trên động cơ ơ tơ làm
việc trong địa hình tương đối bằng phẳng (vì ở loại này khi động cơ làm việc ở
độ nghiêng lớn, dầu bôi trơn dồn về một phía khiến phao dầu bị hụt hẫng).
1.3.3.2. Hệ thống bôi trơn cacte khô
Hệ thống bôi trơn cacte khô như thể hiện trên hình 1.3.
- Nguyên lý làm việc: Hệ thống bôi trơn cacte khô khác cơ bản với hệ thống
bơi trơn cacte ướt ở chỗ nó có thêm một đến hai bơm dầu làm nhiệm vụ chuyển
dầu từ cacte (sau khi dầu bôi trơn rơi xuống cacte) qua két làm mát rồi ra thùng
chứ dầu bên ngoài cacte động cơ. Từ đây, dầu được bơm lấy đi bôi trơn giống

như hệ thống bôi trơn cacte ướt.
Trong một số động cơ tĩnh tại và tàu thuỷ, trên hệ thống bôi trơn cịn bố trí
bơm tay hoặc bơm điện để cung cấp dầu nhờn đến các mặt ma sát và điền đầy
các đường ống dẫn trước khi khởi động động cơ.

Hình 1.3 Hệ thống bôi trơn cacte khô
1. Cacte, 2. Bơm chuyển, 3. Thùng dầu, 4. Lưới lọc sơ bộ, 5. Bơm dầu đi bôi trơn
6. Bầu lọc dầu, 7. Đồng hồ báo áp suất dầu, 8. Đường dầu chính,
9. Đường dầu bôi trơn trục khuỷu, 10. Đường dầu bôi trơn trục cam, 11. Bầu lọc tinh,
12. Đồng hồ báo nhiệt độ dầu (nhiệt kế), 13. Két làm mát dầu

- Ưu điểm:
+ Do phần lớn lượng dầu chứa ở trong thùng dầu ngồi cacte của động cơ
nên hệ thống bơi trơn cacte khô khắc phục được những nhược điểm của hệ thống
bôi trơn cacte ướt. Cụ thể cacte chỉ hứng dầu và chứa dầu tạm thời, còn thùng
dầu mới là nơi chứa dầu để đi bơi trơn nên động cơ có thể làm việc ở độ nghiêng
lớn mà không sợ thiếu dầu, dầu được cung cấp đầy đủ và liên tục.
+ Cacte không được sâu, động cơ thấp hơn, tuổi thọ của dầu được kéo dài
nên chu kỳ thay dầu bôi trơn cũng dài hơn.
19


- Nhược điểm: Kết cấu của hệ thống bôi trơn cacte khơ rất phức tạp, vì hệ
thống này có thêm bơm chuyển.
- Phạm vi sử dụng: Hệ thống bôi trơn cacte khô thường dùng trên các loại
động cơ diesel dùng trên máy ủi đất, xe tăng, máy kéo, tàu thủy,… Trong một số
động cơ tĩnh tại và tàu thủy, trên hệ thống bơi trơn cịn bố trí bơm tay hoặc bơm
điện để cung cấp dầu bôi trơn đến các bề mặt ma sát và điền đầy các đường ống
dẫn dầu trước khi động cơ khởi động.
Ngoài ra, để đảm bảo bôi trơn cho mặt làm việc của xylanh, hệ thống bơi

trơn của các loại động cơ này cịn dùng van phân phối để cấp dầu bôi trơn vào
một số điểm xung quanh xylanh, lỗ dầu thường khoan trên lót xylanh.
1.3.4 Hệ thống bôi trơn hỗn hợp
Hầu hết các động cơ dùng trên ôtô đều sử dụng hệ thống bôi trơn hỗn hợp
gồm bôi trơn cưỡng bức và bôi trơn theo cách té dầu. Các chi tiết quan trọng chịu
tải trọng lớn như bạc cổ trục chính và bạc đầu to thanh truyền, các bạc trục cam,
các bạc đòn mở của cơ cấu phân phối khí ... được bơi trơn bằng áp lực, còn các
chi tiết khác như piston, mạt gương xylanh, con đội, xupap, thân xupap và ống
dẫn hướng xupap ... được bôi trơn bằng dầu vung té.
1.4 Các chi tiết chính trong hệ thống bơi trơn
1.4.1 Bơm dầu
Bơm dầu là một trong những bộ phận quan trọng của động cơ, nó có nhiệm
vụ cung cấp liên tục dầu bơi trơn có áp suất cao đến các bề mặt ma sát để bôi
trơn, làm mát và tẩy rửa mặt ma sát. Bơm dầu dùng trong động cơ đốt trong đề là
loại bơm thể tích chuyển dầu bằng áp suất thủy tĩnh như các loại bơm piston,
bơm phiến trượt, bơm bánh răng và bơm trục vít. Trong đó bơm bánh răng được
dùng hết sức phổ biến vì nó có các ưu điểm như: nhỏ gọn, áp suất bơm dầu cao,
cung cấp dầu liên tục và làm việc rất an toàn, tuổi thọ khá dài. Dưới đây giới
thiệu một số loại bơm dầu thường dùng trong động cơ đốt trong.
- Bơm bánh răng ăn khớp ngồi
Bơm bánh răng ăn khớp ngồi trình bày trên hình 1.4 là một kiểu bơm tuy
đơn giản nhưng rất thông dụng.

20


Hình 1.4 Bơm dầu bánh răng ăn khớp ngồi
1. Thân bơm, 2. Bánh răng bị động, 3. Rãnh giảm áp, 4. Bánh răng chủ động,
5. Đường dầu ra, 6. Đường dầu vào, 7. Đệm làm kín, 8. Nắp voan điều chỉnh,
9. Tấm đệm điều chỉnh, 10. Lò xo, 11. Van bi

Bánh răng chủ động 4 được dẫn động từ trục khủyu hay trục cam. Khi cặp
bánh răng quay, dầu bôi trơn từ đường dầu áp suất thấp được lùa sang đường dầu
áp suất cao theo chiều mũi tên. Để tránh hiện tượng chèn dầu giữa các răng khi
vào khớp, trên mặt dầu của nắp bơm có phay rãnh gỉam áp 3. Van an tồn gồm lị
xo 10 và bi cầu 11. Khi áp suất trên đường ra vượt quá giá trị cho phép, áp lực
dầu thắng sức căng lò xo mở bi cầu 11 để tạo ra dòng dầu chảy ngược về đường
dầu áp suất thấp.

21


- Bơm dầu bánh răng ăn khớp trong
Sơ đồ nguyên lý được của bơm bánh răng ăn khớp trong thể hiện trên hình 1.5.

Hình 1.5 Bơm bánh răng ăn khớp trong
1. Thân bơm, 2. Bánh răng bị động, 3. Đường dầu vào,
4 và 7. Rãnh dẫn dầu, 5. Trục dẫn động, 6. Bánh răng chủ động, 8. Đường
dầu ra

Bơm dầu bánh răng ăn khớp trong thường dùng cho động cơ ô tô du lịch do
yêu cầu kết cấu gọn nhẹ. Loại bơm này làm việc tương tự như bơm bánh răng ăn
khớp ngoài theo nguyên lý lùa dầu.
Loại bơm này làm việc tương tự như bơm dầu bánh răng ăn khớp ngoài
theo nguyên lý guồng dầu, tuy nhiên với thể tích guồng dầu thay đổi.
- Bơm phiến trượt (Bơm cánh gạt)
Bơm phiến trượt có sơ đồ kết cấu trình bày như hình 1.6.

Hình 1.6 Bơm phiến trượt
1. Thân bơm, 2. Đường dầu vào, 3. Cánh gạt, 4. Đường dầu ra, 5. Rơ to,

6. Trục dẫn động, 7. Lị xo

22


Rôto 5 lắp lệch tâm với thân bơm 1, trên thân rơto có rãnh lắp các phiến
trượt 3. Khi rơto quay, do lực ly tâm và lực ép của lò xo 7, phiến trượt 3 luôn tỳ
sát vào bề mặt của vỏ bơm 1 tạo thành các khơng gian kín và do đó lùa dầu từ
đường dầu có áp suất thấp 2 sang đường dầu có áp suất cao 4.
1.4.2 Lọc dầu
Để đảm bảo ổ trục ít bị mài mịn do tạp chất, dầu dùng bôi trơn phải rất
sạch. Trong q trình làm việc dầu bơi trơn bị phân hủy và nhiễm bẩn bởi nhiều
loại tạp chất như: muội than, các tạp chất lẫn trong khơng khí nạp, các tạp chất
hóa học do dầu bơi trơn biến chất và hạt kim loại do các mặt ma sát mài mòn,…
Để loại bỏ những loại tạp chất trên, nhất là các tạp chất cơ học, người ta phải lọc
sạch dầu bằng các thiết bị lọc dầu.
Theo chất lượng lọc dầu có hai loại: Bầu lọc thô và bầu lọc tinh
Bầu lọc thô: Thường lắp trực tiếp trên đường dầu đi bôi trơn nên lưu lượng
dầu phải đi qua lọc rất lớn. Vì vậy tổn thất áp suất của bầu lọc thô không được
quá lớn, chỉ khoảng 0,1 MN/m2. Lọc thô lọc được cặn bẩn có kích thước lớn hơn
0,03 mm.
Bầu lọc tinh: Có thể lọc được các tạp chất có đường kính rất nhỏ (đến 0,1
µm). Do đó sức cản của lọc tinh rất lớn nên phải lắp theo mạch rẽ và lượng dầu
phân nhánh qua lọc tinh không quá 20% lượng dầu của toàn mạch. Dầu sau khi
qua lọc tinh thường trở về cácte.
Theo kết cấu có thể chia lọc dầu thành các loại: bầu lọc cơ khí, bầu lọc ly
tâm và bầu lọc từ tính.
Bầu lọc cơ khí
- Bầu lọc thấm (thường dùng cho bầu lọc thô)
Bầu lọc thấm sử dụng rộng rãi cho động cơ đốt trong.

Nguyên lý làm việc: Dầu có áp suất cao được thấm qua các khe hở nhỏ của
phần tử lọc. Các tạp chất có kích thước lớn hơn kích thước khe hở được giữ lại.
Vì vậy, dầu được lọc sạch. Bầu lọc thấm có nhiều dạng kết cấu phần tử lọc khác
nhau.
+ Bầu lọc thấm dùng lưới lọc bằng đồng: (hình 1.7) thường dùng trên động cơ
tàu thủy và động cơ tĩnh tại. Lõi lọc gồm các khung lọc 5 bọc bằng lưới đồng ép
sát trên trục của bầu lọc. Lưới đồng dệt rất dày có thể lọc sạch tạp chất có kích
thước nhỏ hơn 0,2mm.

23


Hình 1.7 Bầu lọc thấm dùng lưới lọc
1. Thân bầu lọc, 2. Đường dầu vào, 3. Nắp bầu lọc, 4. Đường dầu ra, 5. Phân tử lọc,
6. Lưới của phân tử lọc

+ Bầu lọc thấm dùng tấm kim loại: (hình 1.8) lõi lọc gồm có các phiến kim
loại dập 5 (dầy khoãng 0,3 0,35 mm) và 7 sắp xếp xen kẽ nhau tạo thành khe lọc
có kích thước bằng chiều dày của phiến cách 7 (0,07 0,08 mm). Các phiến gạt
cặn 6 có cùng chiều dày với phiến cách 7 và được lắp với nhau tên một trực cố
định trên nắp bầu lọc. Còn các tấm 5 và 7 được lắp trên trục 8 có tiết diện vng
và có tay vặn nên có thể xoay được. Dầu bẩn theo đường đường dầu 4 vào bầu
lọc, đi qua các khe hở giữa các tấm 5 để lại các cặn bẩn có kích thước lớn hơn
khe hở rồi đi theo đường dầu 2 để bơi trơn.

Hình 1.8 Bầu lọc thấm dùng tấm kim loại
1. Nắp bầu lọc, 2. Đường dầu ra, 3. Thân bầu lọc, 4. Đường dầu vào, 5. Phiến lọc,
6. Phiến gạt, 7. Phiến cách

+ Bầu lọc thấm dùng lõi lọc bằng giấy, len, dạ: (hình 1.9) lõi lọc 3 gồm các

vòng dạ ép chặt với nhau. Dầu sau khi thấm qua lõi lọc dạ sẽ chui qua các lỗ trên
trục 6 theo đường dầu ra 5.

24


Hình 1.9 Bầu lọc thấm dùng làm lọc tinh
1. Thân bầu lọc, 2. Đường dầu vào, 3. Lõi lọc bằng da, 4. Nắp bầu lọc,
5. Đường dầu ra, 6. Trục bầu lọc

Bầu lọc thấm dùng lưới lọc và bầu lọc thấm dùng phiến lọc thường được
dùng cho bầu lọc thô. Sau thời gian sử dụng do nhà chế tạo quy định, các phần tử
lọc được bảo dưỡng và dùng lại. Khác với 2 bầu lọc trên thì bầu lọc bằng giấy,
len, dạ có thể dùng làm bầu lọc thơ (dầu sau lọc đi bôi trơn) hay bầu lọc tinh (dầu
sau lọc trở về cacte), tuy nhiên lõi lọc này sau 1 thời gian sử dụng phải thay thế,
không dùng lại được nữa.
Nói chung, các bầu lọc thấm có khả năng lọc tốt, lọc rất sạch, kết cấu đơn
giản nhưng thời gian sử dụng ngắn.
- Bầu lọc ly tâm
Trên hình 1.10 là trình bày kết cấu điển hình của bầu lọc ly tâm.
Nguyên lý làm việc: Dầu có áp suất cao theo đường 3 vào rôto 7 của bầu
lọc. Rôto được lắp trên vịng bi đỡ 6 và trên rơto có các lỗ phun 11. Dầu tron rôto
khi phun qua lỗ phun 11 tạo ra ngẫu lực làm quay rôto (đạt 5.000 6.000
vịng/phút), sau đó chảy về cácte theo đường 2. Dưới tác dụng của phản lục, rôto
bị nâng lên và tỳ vào vít điều chỉnh 9. Do ma sát với bề mặt trong của rôto nên
dầu cũng quay theo. Cặn bẩn trong dầu có tỷ trọng cao hơn dầu sẽ văng ra xa sát
vách rôto nên dầu càng gần tâm rôto càng sạch. Dầu sạch theo đường ống 10 đến
đường dầu 5 đi bôi trơn.

25