Tài liệu đào tạo động cơ đốt trong

Goăng quy lát được lắp giữa nắp quy lát và thân máy, nó phải chịu được áp suất cao của buồng đốt, nhiệt độ và sự nổ của động cơ, nó dùng để làm kín bề mặt lắp ghép của thân máy và lắp qu

PHẦN 0: NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

SƠ LƯỢC VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT NGOÀI

ĐỘNG CƠ HƠI NƯỚC ĐỘNG CƠ PHẢN LỰC

MỘT SỐ ĐỘNG CƠ ĐỐT NGOÀI ỨNG DỤNG TRONG THỰC TẾ

ĐỘNG CƠ 4 KỲ ĐỘNG CƠ 2 KỲ ĐỘNG CƠ WANKEL

SƠ LƯỢC VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

ĐỘNG CƠ 4 KỲ ĐỘNG CƠ 2 KỲ ĐỘNG CƠ WANKEL

TÌM HIỂU VỀ NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG TRÊN Ô TÔ

liệu

Khôngkhí

Hồn hợpkhí cháy

Chu kỳnạp

Chu kỳnén

Đánh lửa Chu kỳ nổ

NGUYÊN LÝ SINH CÔNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG (động cơ xăng)

Một số khái niệm cơ bản

Kích thước xi lanh biểu thị bằng Đường kính xi lanh X Hành trình của piston

Hành trình piston ngắn: hành trình nhỏ hơn đường kính xi lanh Loại động cơ này cho công suất lớnHành trình piston dài: Hành trình lớn hơn đường kính xi lanh Loại động cơ này cho mô men xoắn lớn

Dung tích động cơ bằng tổng dung tích của các xi lanh.

Tỉ số nén của động cơ là thương số giữa thể tích xi lanh và thể tích buồng đốt

Tỉ số nén cao =

công suất cao

Thể tích xi lanh

Thể tích buồng đốt Thể tích xi lanh

Thể tíc buồng đốt

Tỉ số nén

Một số khái niệm cơ bản

MỘT SỐ DẠNG KẾT CẤU ĐỘNG CƠ THƯỜNG GẶP

Động cơ thẳng hàng

Động cơ chữ V

Động cơ hình sao

Động cơ đối đỉnh

Động cơ thẳng hàng

Động cơ chữ V

Động cơ hình sao

Động cơ đối đỉnh

CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ

Nắp quy lát Hộp thông hơiTrục cam

Áo xi lanh Chốt piston Piston Cửa nạp

Cổ nạp

 Bộ hơi (Xi lanh, piston, xéc măng

gioăng quy lát, mặt quy lát, xupáp)

 Thân máy

 Cơ cấu phân phối khí (trục cam, xu

páp, dây đai cam, cò mổ,con đội)

 Cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền

CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ

Nguyên lý động cơ đốt trong 4 kỳ

Piston bắt đầu từ ĐCT đi

xuống, xupáp nạp mở, với

động cơ xăng, hỗn hợp

không khí và nhiên liệu

được đưa vào động cơ, với

động cơ diesel chỉ có

không khí

Piston đi lên nén hỗn hợpkhông khí và nhiên liệuhoặc không khí do đó ápsuất và nhiệt độ trongbuồng đốt tăng

Piston lên đến ĐCT, với động

cơ xăng bugi sẽ đánh lửa để đốtcháy hỗn hợp, với động cơdiesel, nhiên liệu sẽ được phunvào và tự bốc cháy Hỗn hợpkhí cháy đẩy piston đi xuống

Khi piston đi đến ĐCD,

xu páp thải mở, Piston dichuyển lên trên và đẩykhí thải được thải rangoài qua ống xả

Mặt quy lát

Sử dụng thước kiểm phẳng để kiểm tra sự vênh của mặt quy lát

Trục cam nạp Trục cam thải

Dẫn hướng

Lò xo xu páp Phớt dầu

Thân

Bệ Đầu Mặt

Xu páp hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt Xu páp nạp được chế tạo từ thép hợp kim chống mòn,

Xu páp có thể chia làm hai phần chính: Thân và đầu, phần đầu xu páp sẽ đóng chặt cửa nạp và cửa thải Phần thân được chạy trong ống dẫn hướng, phần trên của thân được lắp lò xo để tạo lực khi đóng.

Trong khi hoạt động, xu páp có xu hướng xoay tròn chậm và đều, chính điều này giúp cho mặt xu páp hoặc bệ mòn đều và làm sạch các bụi các bon bám trên bề mặt.

Xu Páp

Lò xo xupap

Một số tình huống hư hỏng của Xupap

Đế Si e bị cháy rỗXupap bị bám muội cacbon, cháy bề mặt làm việc

Một số tình huống hư hỏng của Xupap

Đầu Piston Hốc xu páp

Piston có các chức năng chính sau đây:

 Truyền áp suất buồng đốt đến trục khuỷu

thông qua tay biên (thanh truyền)

Cùng với xi lanh, nắp quy lát tạo thành không

gian buồng đốt

Truyền nhiệt đến áo xi lanh

Piston phải đáp ứng được các yêu cầu sau:

 Nhẹ để giảm lực quán tính trong chuyển động

qua lại

Có khả năng chịu áp suất và nhiệt độ cao:

Với động cơ diesel có thể lên đến 200kg/cm2

và 20000C

Do đó, piston thường được chế tạo bằng hợp

kim silíc Đôi khi, ta cũng gặp piston được làm

từ hợp kim nhôm đúc hoặc rèn

Piston

[Xéc măng]

Xéc măng dầu

Xéc măng hơi số 2 Xéc măng hơi số 1

Piston

Vấu piston

Vùng xéc măng Vùng đầu

Piston được chia thành đỉnh, vùng đầu, vùng xéc măng, vấu và váy piston.

Đỉnh piston là nới chịu áp suất và nhiệt độ cao, nó có thiết kế tùy thuộc vào kết cấu buồng đốt và ảnh hưởng đến chất lượng đốt.

Vùng đầu để bảo vẹ xéc măng khỏi bị quá nhiệt.

Vùng xéc măng dùng để lắp xéc măng tạo thành vách kín giữa buồng đốt và hộp các te.

Vấu piston để đỡ chốt piston.

Váy piston có nhiệm vụ dẫn hướng piston, truyền lực ngang, tạo màng dầu trên áo xi lanh và truyền nhiệt.

Piston

Dấu quay

về đầu máy

Xéc măng khí Xéc măng dầu

Xéc măng là một vòng hở được lắp vào các rãnh, bên ngoài piston Chức năng của xéc măng là:

 Làm kín buồng đốt.

 Giảm tổn hao dầu bôi trơn.

 Truyền nhiệt từ piston sang áo xi lanh.

Đa số các loại xe ô tô thường có 2 xéc măng khí và 1 xéc măng dầu Xéc măng khí có nhiều hình dáng khác nhau: hình chữ nhật, hình thang, hình nêm, mặt vát… Xéc măng dầu có loại thường và loại có lò xo đẩy bên trong.

Xéc măng

Cách kiểm tra xéc măng trước khi lắp

Lắp mặt có chữ của xéc măng hướng lên trên Sử dụng Tool để lắp xéc măng vào Piston

Cách kiểm tra xéc măng trước khi lắp

Dấu O

Miệng xéc măng

Miệng xéc măng

Miệng xéc măng

Điểm đặt miệng xéc măng

Các điểm đặt miệng xéc măng

Goăng quy lát được lắp giữa nắp quy lát và thân máy, nó phải chịu được áp suất cao của buồng đốt, nhiệt độ và sự nổ của động cơ, nó dùng để làm kín bề mặt lắp ghép của thân máy và lắp quy lát.

Hầu hết gioăng quy lát chỉ sử dụng 1 lần

Thân máy là chi tiết cơ bản nhất của động cơ Trong thân máy có xi lanh để dẫn hướng cho piston chuyển độngqua lại, xi lanh phải có khả năng chịu và dẫn nhiệt cao, chịu áp suất của buồng đốt Các áo nước bên trong thânmáy để làm mát xi lanh Ngoài ra, thân máy còn là bệ đỡ trục khuỷu.

Do mục đích sử dụng, thân máy động cơ diesel thường được chế tạo từ gang đúc do gang có khả năng chốngmài mòn, ăn mòn, hấp thụ rung động và chịu lực cao

Thân máy động cơ xăng thường làm bằng hợp kim nhôm đúc vì nó nhẹ hơn và truyền nhiệt tốt hơn

Trên thân máy được đóng số máy

2 Thân máy

Xi lanh - Cylinder

Xi lanh là bộ phận dẫn hướng cho Piston chuyển động tịnh tiến

- Với thân máy bằng gang, thường chế tạo xi lanh liền thân máy

- Với thân xi lanh bằng hợp kim nhôm, thường chế tạo ống lót xi lanh rời và ép vào thân máy

- Khi đại tu máy cần roa lòng xi lanh (lên cốt) hoặc thay thế ống lót xi lanh mới

Thân máy là bệ đỡ trục khuỷu

* Ổ đỡ trục khuỷu

– Trên các ổ đỡ trục khuỷu có bạc lót

– Khi lắp bạc cần phải lắp đúng lỗ dầu, và chốt định vị

Lỗ dầu bôi trơn

[Nắp bạc trên]

[OK]

[Not OK]

Đường tâm

Lỗ dầu bôi trơn

* Ổ đỡ trục khuỷu

- Bề mặt làm việc của bạc có các rãnh để tăng lượng dầu bôi trơn

- Lắp đúng chốt định vị của bạc trục khuỷu trên và dưới

[Bạc dưới]

[Bạc trên]

Đĩa phối khí trên trục cân bằng

Trục cân bằng

Piston, thanh truyền và trục khuỷu sẽ sinh

ra lực quán tính trong quá trình chuyển

động quay và chuyển động tịnh tiến khứ

hồi Các lực quán tính này sẽ làm động cơ

bị rung động, Do đó, người ta lắp thêm

một hoặc hai trục cân bằng song song với

trục khuỷu để cân bằng các lực quán tính

và giảm hoặc loại trừ rung động

Trục cân bằng

Trục cân bằng

2 trục cân bằng được đưa vào trong thân máy như hình dưới để giảm thiểu rung

• Xích dẫn động (cho trục cân bằng)

Mắt xích sơn vàng Dấu

Mắt xích sơn

vàng

Dấu nhỏ Dấu lớn

Lắp đúng dấu trục cân bằng

Dấu lắp trục cân bằng

Trục cân bằng

Áp suất buồng đốt Piston

Tay biên Tay biên

Bạc Nắp bạc

Thanh truyền (tay biên)

3 Cơ cấu trục khuỷu – Thanh truyền

Trục khuỷu

Chốt trục khuỷu Ngõng trục

Đối trọng Đường dầu

Bánh đà

Piston Xéc măng

Tay biên Chốt piston

Bạc tay biên

Ngõng trục khuỷu

Bạc trục khuỷu

Trục khuỷu là một bộ phận của động cơ dùng để biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển độngquay, tay biên chuyển động song phẳng còn trục khuỷu chuyển động quay Chuyển động quay của trục khuỷungoài việc truyền cho hộp số còn dẫn động một số thiết bị khác như lốc điều hòa, máy phát, bơm trợ lực …Thiết kế của trục khuỷu phụ thuộc vào số lượng xi lanh, sự bố trí các xi lanh, thời điểm đánh lửa, áp lực buồngđốt… Trục khuỷu đã được câng bằng động bằng cách hàn thêm các đối trọng, kết cấu ngõng trục có đườngkính lớn

Trục khuỷu

Thanh truyền (tay biên)

Thanh truyền (tay biên) thường được làm bằng thép Đầu nhỏ của tay biên được lắp với chốt piston và thườngđược lắp ép (Lắp chặt) trong khi chốt piston có thể xoay quanh lỗ piston Đầu lớn tay biên được lắp với chốt trụckhuỷu thông qua bạc lót Bạc lót được cắt đôi và có nắp bạc ốp vào tay biên tạo thành vòng kín Đặc biệt có mộtđường ống nhỏ được khoan bên trong tay biên từ đầu lớn đến đầu nhỏ để cung cấp dầu bôi trơn và làm mátcho piston và chốt piston

Thanh truyền hư hỏng khi bị thuỷ kích

Bánh đà được lắp vào trục khuỷu để giúp cho trục khuỷu chuyển động đều và êm hơn Do, piston chỉ sinh công một lần trong 2

vòng của trục khuỷu, do đó lực quán tính bánh đà sinh ra sẽ giúp trục khuỷu chuyển động đều và êm trong cả các hành trình sinh công (nổ) và các hành trình không sinh công (Hút, nén, xả) Nếu không có bánh đà, trục khuỷu sẽ chuyển động không êm

và có thể chết máy ở các hành trình không sinh công Đối với xe hộp số sàn, bánh đà là nơi gắn li hợp, trong hộp số tự động, bánh đà đồng thời là biến mô thủy lực.

Bánh đà kép được thiết kế để nó tự loại bỏ các rung động của động cơ trước khi truyền đến hộp số để loại bỏ hiện tượng cà

răng Bánh đà kép được chia làm hai phần, một phần gắn với động cơ và một phần gắn với hộp số, giữa hai phần này có một

hệ thống giảm chấn và giới hạn tải trọng.

Phớt dầu

Phớt dầu

Phớt đầu máy Phớt đuôi máy

4 Cơ cấu Phân phối khí

Trục cam

Dẫn hướng

Căng xích

tự động

Bánh răng cam

Dẫn động bằng xích Dẫn động bằng bánh răng

Do trục cam nằm cách xa trục khuỷu nên thường thường trục cam được dẫn động bằng đai răng hoặc xích Một số động cơ lớn, trục cam được dẫn động bằng bánh răng Trong trường hợp dẫn động bằng xích hoặc đai, luôn có thiết bị căng xích hoặc căng đai tự động.

Đai răng có phần răng làm bằng cao su nhân tạo được gia cường bằng sợi thủy tinh hoặc dây thép Đai răng dẫn động

êm hơn nhưng kém bền hơn, nó phải đựợc thay mới sau khoảng 80.000 đến 100.000 km.

Cách tác động mở Xupap

Đối với các loại động cơ SOHC, OHV hoặc CIH trục cam dẫn động xu páp thông qua cò mổ, có mổ sử dụng

cơ cấu tay đòn Cò mổ thường được chế tạo bằng hợp kim, gang đúc hoặc thép dập

Con đội

Đối với loại động cơ DOHC trục cam tác động trực tiếp lên đầu xu páp thông qua con đội để mở xu pap, cóthể sử dụng con đội thủy lực hoặc con đội cơ khí

Cách tác động mở Xupap

• Cơ cấu phối khí gồm có cò mổ loại con lăn, cơ cấu điều chỉnh khe hở xu páp thủy lực

Bộ điều chỉnh khe

hở bằng thủy lực

• Cò mổ

• Cò mổ loại con lăn bi đũa bên trong sẽ giảm được ma sát, do đó cải thiện được tính kinh tế nhiên liệu

Ống dẫn dầu bôi trơn

Bi đũa

[Cò mổ loại con lăn]

• Cò mổ có vòng bi và cơ cấu điều chỉnh khe hở thủy lực

Đường dẫn dầu

Đường dẫn dầu

Bộ điều chỉnh thủy lực (con đội thủy lực)

– Luôn giữ khe hở xu páp bằng 0 nhờ áp lực của dầu và lò xo

Pitton đẩy

Đường dầu

Lò xo van bi

Van bi 1 chiều

Lò xo pitton đảy

Buồng áp suất thấp

Buồng áp suất cao

Không có

khe hở xu

páp

Đường dầu

Điều chỉnh khe hở nhiệt xupap

khe hở nhiệt xupáp hút từ 0,15 – 0,30mm.

khe hở nhiệt xupáp xả từ 0,25 – 0,35mm

- Động cơ sử dụng con đội thủy lực không cần phải điều chỉnh khe hở nhiệt

Một số tên gọi của hệ thống điều khiển trục cam

(Single Over Head Camshaft) (Double Over Head Camshaft) (Over Head Valve) (Cam-In-Head)

Đặt dấu cam (cân cam)

Cảm biến lưu lượng khí nạp

Bầu lọc gióLọcgió

Ống góp nạp (cổ hút)

5 Hệ thống nạp

Ống góp nạp (cổ hút)

6 Hệ thống xả

7 Hệ thống bôi trơn

Các chức năng của dầu bôi trơn

Hệ thống bôi trơn

Hệ thống bôi trơn bao gồm: Máng dầu,

lọc dầu, bơm dầu và các đường dầu Hệ

thống bôi trơn cung cấp dầu bôi trơn tới

tất cả các bộ phận cần bôi trơn của

động cơ Dầu bôi trơn từ máng dầu

được bơm lên các đường dầu bằng

bơm dầu Đường dẫn dầu là các lỗ nhỏ

bên trong thân máy dẫn dầu đến

Cò mổ Đũa đẩy

Con đội Trục cam

Cấp dầu đến bạc chính Đường dầu trong

trục khuỷu Bơm dầu Lọc dầu

Đường dầu chính Lọc dầu

Bạc đầu Lớn tay biên Bạc trục khuỷu

Bạc trục cam

Van giảm áp Van đi tắt

Đèn cảnh báo

áp suất dầu thấp

Bơm dầu bôi trơn

Bơm bánh răng ăn khớp ngoài

Bơm rô to

Rô to trong

Rô to ngoài

Bơm lưỡi liềm

Click!

Movie

Sinh hàn (bộ làm mát dầu) – Oil Cooler

Các chỉ số của dầu bôi trơn

Thang đo SAE (Hiệp hội Kỹ sư Ô Tô) thể hiện số đo độ nhớt tại nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp Đó là lý do

độ nhớt trên chai nhớt bao gồm 2 chỉ số

- Chỉ số nằm trước chữ W mô tả độ nhớt của dầu động cơ tại nhiệt độ thấp (W là viết tắt của Winter - Mùa đông) Chỉ số càng thấp thì dầu nhớt càng loãng

- Chỉ số thứ 2 thể hiện độ nhớt vận hành của dầu động cơ Chỉ số càng cao thì dầu nhớt càng đặc

Lựa chọn dầu không đúng phẩm cấp hoặc không thay dầu đúng định kỳ bảo dưỡng

Cảm biến nhiệt độ két nước

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

8 Hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát

Ống khử sươngLõi nóng Cánh quạt

Mô tơ quạt

Quạt két nước

Áo nước Buồng đốt

Bơm nước làm mát

Bơm nước thường được lắp ở phía trước của động cơ và được dẫn động bằng đai dẫn động hoặc đai cam.Chức năng của bơm là tuần hoàn nước làm mát trong hệ thống làm mát Bánh công tác của bơm là một đĩaquay có cánh, khi quay nó sẽ đẩy nước vào các đường dẫn theo lực li tâm Trục bơm lắp trên vỏ bơm và quaytrong ổ lăn

Bánh công tác

Khi động cơ nguội, van hằng nhiệt đóng, nước làm mát không đi qua két nước mà nó đi qua một van đi tắt qua van hằng nhiệt

để luân chuyển nước nội bộ trong động cơ đồng thời làm nóng van hằng nhiệt Khi nhiệt độ tăng, van hằng nhiệt mở, van đi tắt đóng lại, nước làm mát sẽ được luân chuyển qua két nước.

Van hằng nhiệt

Van hằng nhiệt điều khiển điện

Két nước

Chức năng của két nước là hạ thấp nhiệt độ nước làm mát từ động cơ bằng cách truyền nhiệt ra môi trườngxung quanh Két nước bao gồm các ống nhỏ xếp thành hàng gọi là các lõi có thể được đặt thẳng đứng hoặcđặt nằm ngang Mỗi đầu các ống nhỏ có các “bình” (Ống hình trụ), một bình vào và một bình ra

Quạt làm mát (Quạt két nước)

Đa số các xe con hiện nay được trang bị loại quạt điện vì quạt điện chiếm một không gian nhỏ và lưu lượng gió lớn và được điều khiển một cách dễ dàng Quạt điện có thể được điều khiển bằng ECM hoặc công tắc nhiệt đặt ở két nước.

Quạt cơ khí thường được lắp cho xe tải, xe khách và các xe con dẫn động cầu sau đời cũ Quạt cơ khí có thể được dẫn động bằng đai và được lắp cùng với trục của bơm nước Để điều khiển tốc độ quạt theo nhiệt độ động cơ người ta sử dụng li hợp chất lỏng Dưới tác dụng của nhiệt độ, chất lỏng silicon được đưa đến li hợp và ép li hợp làm cho quạt chạy Nhiệt độ càng cao thì lực ép càng lớn và tốc độ quạt càng nhanh.

Quạt cơ khí với li hợp quạt Quạt điện

Engine ECU

Mô tơ quạt làm mát

Thay thế nước làm mát động cơ

ống nối hai

đầu (Dùng để

xả khí khi đổ nước)

Nắp két nước

Nút xả nước tại két

Nút đậy xả nước

Bình chứa phụ

Bình nước phụ

9 Hệ thống cung cấp nhiên liệu

Lọc xăng

Điện cực trung tâm loại thông thường

10 Hệ thống đánh lửa

Pu ly chạy

không số 1

Khí rò rỉ tại tua bin

Van PCV

Tua bin tăng áp Dầu

12 Hệ thống thông hơi hộp các te

(Hộp trục khuỷu)

Trong quá trình hoạt động bình

thường, một lượng nhỏ khí thoát ra

tại các vị trí như tua bin tăng áp,

thân xu páp và đặc biệt là xéc măng.

Khí rò rỉ tại xéc măng có đến 70% là

hơi nhiên liệu chưa cháy hết (HC) nó

là nguyên nhân làm bẩn dầu, ăn

mòn và chất bẩn tích tụ trong thân

máy.

Động cơ 2TR-FE (xe Hiace cũ)2RZ-E

Số xy lanh và cách bố trí 4-xi lanh thẳng hàng 

Cơ cấu phối khí 16-xu páp, cam kép DOHC có VVT-i, dãn động xích SOHC, dẫn động xích8-xupáp, cam treo

Công suất phát tối đa SAE-NET

Độ nhớt/cấp độ của dầu bôi trơn 5W-30 / API SL, SJ, EC or ILSAC 

Đọc bảng đặc tính kỹ thuật của động cơ