Đồ án đề tài tính toán thiết kế hệ thống bôi trơn trên xe ô tô

Đồ án đề tài tính toán thiết kế hệ thống bôi trơn trên xe ô tô toyota Hiện nay ôtô là một trong những phương tiện giao thông không thể thiếu đối với việc phát triển kinh xã hội.Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật được ứng dụng rất nhiều vào nền công nghiệp sản xuất Ôtô.Công nghệ chế tạo, lắp ráp và sửa chữa ngày càng được cải tiến mạnh mẽ, để tạo ra một đảm bảo vệ sinh môi trường và giảm tối thiểu tai nạn giao thông. Nước ta hiện nay đang trên đà phát triển, thực hiện việc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Do đó nhu cầu về đi lại và vận chuyển hàng hóa ngày càng cao cả về chất lượng và số lượng. Vì thế nhà nước ta đã ưu tiên phát triển ngành công nghiệp này.Hiện nay ở nước ta đã có nhiều công ty cổ phần,liên doanh với nước ngoài về sản xuất, lắp ráp ô tô xe máy như: FORD,TOYOTA,MERCEDES, HONDA, HYUNDAI SUZUKI… đã thu hút ngày càng nhiều lao động vào làm việc trong những dây truyền sản suất lắp ráp. Trong quá trình học tập em đã được giao đề tài:‘tính toán thiết kế hệ thống bôi trơn trên xe toyota Prius 2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO

TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Động Cơ Đốt Trong

Tính toán thiết kế hệ thống bôi

trơn trên xe ô t ô

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Lớp: 20DOTJA2

Giảng viên hướng dẫn: Phan Quốc Minh

Sinh viên thực hiện:

Sinh viên thực hiện:

Sinh viên thực hiện:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: Động Cơ Đốt Trong

Tính toán thiết kế hệ thống bôi

Sinh viên thực hiện:

Sinh viên thực hiện:

Lời cảm ơn

Để hoàn thành tốt đồ án, trước hết em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Quốc Minh – giảng viên bộ môn “Đồ án đông cơ đốt trong công nghê ô tô” của viện Kỹ Thuật Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM (HUTECH) đã hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án này

Tuy nhiên, do thời gian có hạn, kiến thức chuyên ngành và tài liệu tham khảo còn nhiều hạn chế cũng như thiếu những kinh nghiệm thực tiễn, đánh giá trình bày cho nên

đồ án không tránh khỏi sai sót rất mong quý thầy cô quan tâm góp ý để kiến thức của em ngày một hoàn thiện

Xin chân thành cảm ơn.

Lời nói đầu

Hiện nay ôtô là một trong những phương tiện giao thông không thể thiếu đối với việcphát triển kinh xã hội.Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật được ứng dụng rấtnhiều vào nền công nghiệp sản xuất Ôtô.Công nghệ chế tạo, lắp ráp và sửa chữa ngàycàng được cải tiến mạnh mẽ, để tạo ra một đảm bảo vệ sinh môi trường và giảm tối thiểutai nạn giao thông

Nước ta hiện nay đang trên đà phát triển, thực hiện việc công nghiệp hóa hiện đại hóađất nước Do đó nhu cầu về đi lại và vận chuyển hàng hóa ngày càng cao cả về chất lượng

và số lượng Vì thế nhà nước ta đã ưu tiên phát triển ngành công nghiệp này.Hiện nay ởnước ta đã có nhiều công ty cổ phần,liên doanh với nước ngoài về sản xuất, lắp ráp ô tô xemáy như: FORD,TOYOTA,MERCEDES, HONDA, HYUNDAI SUZUKI… đã thu hútngày càng nhiều lao động vào làm việc trong những dây truyền sản suất lắp ráp

Trong quá trình học tập em đã được giao đề tài:‘tính toán thiết kế hệ thống bôi trơn trên

xe toyotaPrius 2012

MỤC LỤC

Chương 1 Giới thiệu đề tài 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu đề tài 2

1.3 Nội dung đề tài 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

1.5 Giới Thiệu Về Các Hệ Thống Chính Trong Động Cơ ô tô 3

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG BÔI TRƠN TRÊN XE Ô TÔ TOYOTA 4

2.1 Công dụng chung 4

2.1.1 công dụng 4

2.2 Yêu cầu 6

2.3 Cấu tạo chung 6

2.4 Nguyên lý làm việc chung 7

2.5 Phân loại 8

2.7 Ảnh hưởng của hệ thống bôi trơn trong quá trình lái xe 13

2.8 Tổng quan của hệ thống bôi trơn trên xe ô tô 13

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÔI TRƠN TRÊN XE Ô TÔ 14

3.1 Thông số kỹ thuật hệ thống bôi trơn cacte ướt trên xe ô tô Toyota 14

3.1.1 Thông số trước của động cơ 14

3.1.2 Thông số chọn động cơ 15

3.2 Tính toán chu trình 16

3.2.1 Tính quá trình nạp 16

3.2.2 Tính quá trình nén 17

3.2.3 Quá trình nổ 18

3.2.3.1 Quá trình cháy 18

3.2.3.2 Quá trình giãn nở 20

3.2.4 Quá trình thải 21

3.2.4.1 Hành trình piston 21

3.3 Các thông số chỉ thị 25

3.4 Các thông số có ích 25

CHƯƠNG 4 THI CÔNG MÔ HÌNH/MÔ PHỎNG 27

4.1 Hình 3D 27

Trục khuỷu 30

4.2 Kiểm nghiệm hệ thống bôi trơn trên động cơ 35

4.2.1 Các thông số cơ bản của ổ trượt hình trụ 35

4.3 Một số hư hỏng và các biện pháp khắc phục hệ thống bôi trơn 40

4.3.1 Hư hỏng của hệ thống bôi trơn 40

CHƯƠNG 5 SỬA CHỮA CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG BÔI TRƠN 43

5.1 Sửa chữa bơm đánh răng dầu nhớt 43

5.2 Sửa chữa hư hỏng lọc 45

CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỄN 48

1.Kết luận 48

2 hướng phát triển 48

CHƯƠNG 7 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

MỤC LỤC HÌNH

Hình 1.2 Hệ thống bôi trơn trên động cơ

Hình 2.1 Sơ đồ cacte ướt

Hình 2.2 Hệ thống sơ đồ nguyên lí hệ thống bôi trơn cacte khô Bảng 3.1 Thông số cho trước của động cơ

Bảng 3.2: Thông số chọn của động cơ

Bảng 3.1 Thông số cho trước của động cơ

Hình 4.2 Vị trí của trục trong ổ trục và sự phân bố của áp suất thuỷ động lực học trong màng dầu

Hình 5.1 Sửa chữa bơm

Hình 5.2 Quy trình sửa chữa

Chương 1 Giới thiệu đề tài 1.1 Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây với sự phát triển không ngừng về khoa học kỹ thuật củanhân loại đã bước lên một tầm cao mới, rất nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật, cácphát minh sang chế mang đậm bản chất hiện đại và có tính ứng dụng cao Là mộtquốc gia có nền kinh tế đang phát triển, nước ta đã và đang có cải cách mới để thúcđảy kinh tế Việc tiếp nhận, áp dụng các thành tựu khoa học tiên tiến của thế giớiđược nhà nước quan tâm nhằm cải tạo, đẩy mạnh sự phát triển của các ngành côngnghiệp mới, với mục đích đưa nước ta từ một nước công ngiệp kém phát triểnthành một nước công nghiệp phát triển Trong các ngành công nghiệp mới đangđược nhà nước chú trọng, đầu tư phát triển thì công nghiệp ô tô là một trong sốnhững tiềm năng đang được quan tâm Nhu cầu về sự phát triển của các loại ôtôngày càng cao, các yêu cầu kỹ thuật ngày càng đa dạng Các loại ôtô chủ yếu sửdụng trong công nghiệp, giao thông vận tải Khoảng 20 năm gần đây ôtô đã cónhững bước tiến rõ rệt

Ngày nay ôtô được sử dụng rộng rãi như một phương tiện đi lại thông dụng cho nêncác trang thiết bị, các bộ phận trên ôtô ngày càng hoàn thiện và hiện đại hơn nhằmđảm bảo độ tin cậy, an toàn và tiện dụng cho người sử dụng.Hệ thống bôi trơn làmột trong những hệ thống rất quan trọng trên động cơ ô tô,nó ảnh hưởng trược tiếpđến tính năng sử dụng và tính kinh tế

Đề tài giúp sinh viên có thể củng cố kiến thức, tổng hợp và nâng cao kiến thứcchuyên ngành cũng như kiến thức ngoài thực tế, xã hội, để các sinh viên trongtrường đặc biệt là khoa Cơ khí động lực tham khảo, học hỏi tạo tiền đề nguồn tàiliệu cho các học sinh, sinh viên khoá sau có thêm nguồn tài liệu để nghiên cứu vàhọc tập

Những kết quả thu được sau khi hoàn thành đề tài này trước tiên là sẽ giúp em cóthể hiểu sâu hơn về hệ thống bôi trơn.

1.2 Mục tiêu đề tài

Hiểu kết cấu, mô tả nguyên lý làm việc của cơ cấu, hệ thống trên ôtô, nắm được cấu tạo,mối tương quan lắp ghép của các chi tiết, cụm chi tiết

Thực hiện tính toán thiết kế hệ thống bôi trơn trên dòng xe Toyota Prius 2012

1.3 Nội dung đề tài

Tuần 1: Giao đề tài

Tuần 2: Phân tích và lấy số liệu chi tiết thiết kế

Tuần 3: Lên kế hoạch, quy trình thiết kế chi tiết

Tuần 4: Tính toán và thiết kế sơ bộ hệ thống

Tuần 5, 6: Thiết kế chi tiết theo quy trình đã vạch ra

Tuần 7, 8: Hoàn chỉnh bản vẽ thiết kế 3D gồm 3 hình chiếu và mặt cắt

Tuần 9: Chỉnh sửa bản vẽ thiết kế 3D (nếu cần)

Tuần 10: Hoàn chỉnh đồ án Đóng thành cuốn cho giảng viên ký duyệt để tiến hành bảo

vệ đồ án

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Các tài liệu tham khảo học thuật được cung cấp bởi giảng viên, mô hình Toyota Prius

2012 được lấy như một sản phẩm tham khảo để điều tra động lực học, logic điều khiển;

để kiểm tra mô hình, cũng để mô hình hóa hiệu suất gần đúng và cùng với các thông tinđược internet cung cấp, các quá trình thực nghiệm đã hỗ trợ phần nào cho việc nghiêncứu

a) Các bước thực hiện

Bước 1: Quan sát,tìm hiểu các thông số kết cấu của hệ thống bôi trơn

Bước 2: Lập phương án tính toán và thiết kê hệ thống bôi trơn

b) Các bước thực hiện

 Bước 1: Thu thập, tìm tòi các tài liệu về hệ thống bôi trơn

 Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống chặt chẽ theo từng bước,từng đơn vị kiến thức, tưng vấn đề khoa học có cơ sở và bản chất nhất định

 Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu nói về “hệ thống bôi trơn”, phân tíchkết cấu, nguyên lý làm việc một cách khoa học

 Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hoá các kiến thức liênquan(liên kết từng mặt, từng bộ phận thông tin đã phân tích) tạo ra một hệ thống lýthuyết đầy đủ và sâu sắc

 Bước 5: Bắt đầu thực hiện tính toán và vẽ bảng vẽ hệ thống bôi trơn

1.5 Giới Thiệu Về Các Hệ Thống Chính Trong Động Cơ ô tô

Từ những hiểu biết và nghiêm cứu trong quá trình học tập ở trong động cơ đốt trong.Bao gồm các hệ thống chính: hệ thống làm mát, hệ thống đánh lửa, hệ thống bôi trơn Nhóm em đã quyết định cùng nghiêm cứu tính toán thiết kế đề tài về hệ thống bôi trơntrên xe ô tô Toyota

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG BÔI TRƠN TRÊN XE

Ô TÔ TOYOTA 2.1 Công dụng chung

2.1.1 công dụng

Khi động cơ làm việc, có rất nhiều chi tiết trong động cơ có sự tiếp xúc và chuyển độngtương đối với nhau Khi đó, nhiệt độ sẽ tạo ra giữa các bề mặt ma sát và lượng nhiệt nàycàng lớn đối với những chi tiết trong buồng đốt, làm cho các chi tiết bị mài mòn nhanhchóng, giảm tuổi thọ của động cơ Hệ thống bôi trơn trên động cơ đốt trong có nhiệm vụcung cấp một lượng dầu bôi trơn với áp suất và lưu lượng thích hợp đến các bề mặt củanhững chi tiết máy có chuyển động tương đối, như: Mặt gương xylanh, piston, xecmang,

và đôi khi cả trục cam và các bánh răng được bôi trơn bằng nhớt phun ra từ các khe hởhoặc các lỗ đặc biệt ở ổ đỡ chính và ổ đỡ biên Chốt piston có thể được bôi trơn bằngnhớt đi lên từ ổ đỡ biên qua các lỗ hoặc ống dọc thân thanh truyền hoặc được bôi trơnbằng hơi dầu

Hình 2.2 Hệ thống bôi trơn trên động cơ

Một số chi tiết của động cơ có thể được bôi trơn bằng cách khác, ngoài các phương phápgiới thiệu ở trên Ví dụ: trục đòn gánh có thể được bôi trơn bằng các bấc thấm dầu theođịnh kỳ; mặt gương xylanh của một số động cơ kích thước lớn được bôi trơn bằng nhớt

dưới áp suất lớn (tới 50 bar) do các bơm kiểu piston cung cấp qua các lỗ bố trí tại các vịtrí thích hợp trên xylanh.

Dầu bôi trơn được sử dụng trong động cơ đốt trong có tác dụng:

- Làm trơn các bề mặt có chuyển động tương đối nhằm giảm ma sát, mài mòn là tăng

hiệu suất cơ giới và tuổi thọ của động cơ

- Rửa sạch bề mặt ma sát, trong quá trình làm việc có các vảy kim loại bị tróc ra khỏi bề

mặt ma sát Những thành phần này được dầu bôi trơn cuốn trôi và giữ lại trong các bầulọc

- Làm mát các chi tiết, đặt biệt là các chi tiết chịu nhiệt độ cao trong quá trình làm việc

(piston, xi lanh, ) Dầu từ hệ thống bôi trơn có nhiệt độ thấp được đưa đến tiếp xúc vàgiải nhiệt cho các bề mặt có nhiệt độ cao hơn

- Bao kín khe hở giữa các chi tiết quan trọng như piston, xi lanh, xéc măng ,

- Chống ôxi hoá, bảo vệ được các chi tiết do trong dầu bôi trơn có các chất phụ gia

có khả năng chống ôxy hoá bề mặt kim loại

2.1.2 Các đặc tính cơ bản của dầu bôi trơn

a Độ nhớt và sức bám dầu bôi trơn

- Độ nhớt: Là phẩm chất quan trọng của dầu

+ Dầu có độ nhớt lớn thì đặc, chảy khó

+ Dầu có độ nhớt loãng, chảy dễ

- Sức bám là khả năng dính bám của dầu vào các mặt chi tiết máy

+ Dầu có độ nhờn lớn, độ bám cao cản trở sự chuyển động của các chi tiết máy

+ Dầu có độ nhờn bé, độ bám thấp không bảo đảm việc bôi trơn tốt

Bởi vậy, việc lựa chọn loại dầu bôi trơn thích hợp cho từng bộ phận máy là quan trọng

để tăng tuổi thọ của máy, đảm bảo động cơ làm việc bình thường

- Độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ, nhiệt độ càng cao độ nhớt càng giảm

b Tính ổn định của dầu nhờn

Dầu nhờn có tính ổn định tốt có nghĩa là chịu sự thay đổi của nhiệt độ, không khí vànước

c Tính ăn mòn

Dầu nhờn không được lẫn tạp chất cơ học hoặc axít, bazơ hay nước lã Các tạp chấtnày tăng sẽ làm kém phẩm chất của dầu nhờn và làm mòn nhanh các bề mặt tiếp xúc.

2.2 Yêu cầu

Hệ thống bôi trơn đạt chuẩn gồm có cái tiêu chí sau:

Đảm bảo dầu bôi trơn phù hợp

Không quá nóng khi hoạt động

Lọc các cận bẩn lẫn trong dầu bôi trơn và làm sạch các bề mặt ma sát

Phải đưa dầu bôi trơn đầy đủ tới các bề mặt ma sát để bôi trơn

2.3 Cấu tạo chung

2.3.1 Bơm dầu

Bơm dầu có nhiệm vụ cung cấp liên tục dầu nhờn có áp suất cao đến các bề mặt ma sát

để bôi trơn, làm mát và tẩy rửa mặt ma sát Hiện nay, người ta thường dùng bơm: Bơmbánh răng, bơm cánh gạt

a Bơm bánh răng

- Bơm bánh răng ăn khớp ngoài:

Kết cấu của bơm bánh răng rất đơn giản, nó gồm có hai bánh răng (số răng thường íthơn 17) được dẫn động theo chiều nhất định

Đối với bơm bánh răng, lưu lượng và hiệu suất bơm của nó phụ thuộc rất nhiều vào khe

hở hướng kính giữa đỉnh răng với mặt lỗ khoang lắp bánh răng và khe hở dọc trục giữamặt đầu bánh răng với mặt đầu nắp bơm dầu Thông thường các khe hở này không vượtquá 0,1mm

b Bơm cánh gạt

Bơm gồm một trục bơm trên có phay rãnh hướng kính để lắp các cánh gạt (số lượngcánh gạt từ 2÷20 tuỳ theo kích thước của bơm) Trục bơm lắp lệch tâm với vỏ bơm tạonên các khoang chứa dầu áp suất thấp và áp suất cao

Bơm cánh gạt cũng dùng van an toàn như các loại bơm bánh răng

2.3.2 Lọc dầu

Để đảm bảo phẩm chất dầu bôi trơn cần có thiết bị lọc Bởi lẽ trong quá trình sử dụngcác tạp chất thường có lẫn trong dầu: Mạt sắt do mài mòn sinh ra, bụi, cát, muội thancháy rớt vào dầu hoặc tạp chất hoá học, v.v… Nếu phân theo chất lượng lọc thì có hailoại:

Lọc thô: Lọc được các tạp chất lớn hơn 0,03 mm và 100% số dầu bôi trơn đều phải quabình lọc này

Lọc tinh: Lọc được các tạp chất có đường kính hạt 0,1µm Lọc các tạp chất keo, nước lã,thậm chí cả axít lẫn trong dầu nữa Lượng dầu qua bình lọc tinh không quá 20% Dầusau khi qua bình lọc tinh được trả về Cacte

Nếu phân theo kết cấu thì chia thành các loại sau:

 Bình lọc cơ khí: Dùng vật liệu cơ khí để lọc dầu

 Bình lọc li tâm: Dùng lực li tâm để lọc dầu

 Lọc từ tính: Nam châm hút mạt kim loại (Nam châm đặt ở nút tháo dầu Cacte)

2.3.3 Bộ làm mát dầu

Dầu nhờn bôi trơn (nhớt) cho phần lớn các chi tiết thường có tác dụng như một chất làmmát bề mặt phải chịu ma sát mạnh Khi nhiệt độ nhớt vượt quá 125÷1300C thì tính năngcủa dầu nhờn bôi trơn, độ ổn định nhiệt đột ngột giảm xuống và nó trở nên khó duy trìmàng dầu bôi trơn Kết quả, các chi tiết quay và trượt có thể bắt đầu kẹt dính Do đó, khi

xe hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt như là quá tải ở tốc độ cao và thời gian dàithường lắp bộ làm mát nhớt để tránh nhớt quá nóng

Bộ làm mát dầu nhờn bôi trơn trên xe thường được làm bằng ống nhôm dẹt có nhiềuhàng mỏng xếp chồng vào cùng một khối Bộ làm mát nhớt cho nhớt đi qua và mặtngoài của ống được làm mát nhờ nước làm mát động cơ Nước làm mát động cơ có nhiệt

độ khoảng 700C ngay sau khi động cơ khởi động được dùng để hâm nóng nhớt nhằmlàm giảm chênh lệch nhiệt độ trong động cơ và giúp động cơ làm việc ổn định

Việc kiểm tra xem bên trong bộ làm mát nhớt có tắc không khi đã tháo bộ này ra khỏiđộng cơ thì cần đổ nhớt hoặc dầu Diesel vào trong ống qua cửa vào và xem nó có chảy

ra cửa ra hay không Kiểm tra sự rò rỉ của két làm mát dầu thì chúng ta phải rửa sạch kétlàm mát, rồi nối trực tiếp đầu vào của két làm mát dầu với không khí nén và bịt kín đầu

ra, sau đó ngâm toàn bộ két làm mát dầu vào nước sạch, kiểm tra xem có bọt khí không

2.4 Nguyên lý làm việc chung

Nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cơ bản là sự lưu thông một cách tuần hoàn củadầu trong hệ thống Khi động cơ hoạt động, các te chảy ra dầu được bơm hút thông quaphao lọc đầu, dẫn đến bầu lọc thô và vào ống dẫn dầu chính Dầu từ ống dẫn chính sẽchảy đến và bôi trơn cho cổ trục cam, trục đòn mở và bạc cổ trục chính thông qua cácống dẫn dầu nhánh Sau đó, dầu qua lỗ và rãnh trong trục khuỷu rỗng để làm nhiệm vụbôi trơn bạc đầu to thanh truyền và các cổ trục khác của trục khuỷu Đồng thời, từ cổbiên, dầu chảy qua lỗ dẫn nhỏ và rãnh dọc ở thân thanh truyền để bôi trơn chốt piston

Một số động cơ có khoan lỗ phun dầu trong đầu to thanh truyền được đặt nghiêng so vớiđường tâm của thanh truyền một góc 40- 45 độ Dầu sẽ được phun hay té lên để bôi trơn

xi lanh, cam và con đội ngay khi lỗ phun dầu trùng hoặc thông với lỗ dầu ở cổ biên Saukhi bôi trơn tất cả các chi tiết thì dầu sẽ quay lại te

Trong sơ đồ hệ thống bôi trơn, một khoảng 10 - 15% dầu trong đường dầu chính sẽ điqua bầu lọc tinh Nơi chứa các tạp chất có kích thước nhỏ, vì vậy khi chảy về tới te, dầuđều được lọc sạch

2.5 Phân loại

2.5.1 Hệ thống bôi trơn tung tóe

Phương pháp này được sử dụng trong các động cơ nhỏ, một xi lanh Đầu to của thanhtruyền có gắn gàu, quá trình quay dầu được gàu này múc hắt tung toé lên các ổ trục đểbôi trơn Đây là phương pháp đơn giản, không đảm bảo bôi trơn, hiện nay rất ít sử dụng

2.5.2 Hệ thống bôi trơn cưỡng bức

Hầu hết các động cơ đốt trong ngày nay đều sử dụng phương pháp bôi trơn cưỡng bức.Dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn được bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một ápsuất nhất định do đó hoàn toàn có thể đảm bảo yêu cầu bôi trơn, làm mát và tẩy rửa bềmặt ma sát của ổ trục Tuỳ theo vị trí chứa dầu nhờn, hệ thống bôi trơn chia thành 2 loại:

- Hệ thống bôi trơn Cacte ướt: Dầu bôi trơn chứa trong Cacte

- Hệ thống bôi trơn Cacte khô: Dầu chứa trong thùng ngoài Cacte

a Hệ thống bôi trơn cưỡng bức Cacte ướt

Gọi đây là hệ thống bôi trơn Cacte ướt bởi toàn bộ lượng dầu bôi trơn được chứa trong Cacte của động cơ

Hình 2.1 Sơ đồ cacte ướt

1 – Cacte dầu; 2 - Phao hút dầu; 3 – Bơm; 4 - Van an toàn bơm dầu; 5 - Bầu lọc thô; 6 - Van an toàn 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 - Két làmmát dầu; 13 - Van khống chế lưu lượng dầu qua két làm mát; 14 - Đồng hồ báo nhiệt

độ dầu; 15 - Nắp rót dầu; 16 - Que thăm dầu

Nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cưỡng bức dùng Cacte ướt

Bơm dầu được dẫn động từ trục cam hoặc trục khuỷu Dầu trong Cacte (1) được hút vàobơm qua phao hút dầu (2) Phao (2) có lưới chắn để lọc sơ bộ những tạp chất có kíchthước lớn Ngoài ra phao có khớp tùy động nên luôn nổi trên mặt thoáng để hút đượcdầu, kể cả khi động cơ nghiêng Sau bơm, dầu có áp suất cao (khoảng 10 kG/cm2 ) chiathành hai nhánh Một nhánh đến két (12) để làm mát dầu rồi về Cacte Nhánh còn lại quabầu lọc thô (5) đến đường dầu chính (8) Từ đường dầu chính, dầu theo đường nhánh (9)

đi bôi trơn trục khuỷu sau đó đến bơi trơn đầu to thanh truyền, chốt piston và theo đườngdầu (10) đi bôi trơn trục cam, Cũng từ đường dầu chính một lượng dầu khoảng 15

÷20% lưu lượng dầu chính đến bầu lọc tinh (11) Tại đây những phần tử tạp chất nhỏđược giữ lại nên dầu được lọc rất sạch Sau khi ra khỏi lọc tinh dầu được chảy về Cacte(1) Van an toàn (4) có tác dụng trả dầu về phía trước bơm khi động cơ làm việc ở tốc

độ cao Bảo đảm áp suất dầu trong hệ thống không đổi ở mọi tốc độ làm việc của động

cơ Khi bầu lọc thô (5) bị tắc, van an toàn (6) của bầu lọc thô sẽ mở, dầu bôi trơn vẫnlên được đường ống chính Bảo đảm cung cấp lượng dầu đầy đủ để bôi trơn các bề mặt

ma sát

Khi nhiệt độ quá cao (≥ 800C) do độ nhớt giảm, van khống chế lưu lượng (13) sẽ đónghoàn toàn để dầu qua két làm mát rồi trở về Cacte Hệ thống bơi trơn Cacte ướt có điểmhạn chế là do dầu bôi trơn chứa hết trong Cacte, nên Cacte sâu và làm tăng chiều caođộng cơ Dầu bôi trơn tiếp xúc với khí cháy nên giảm tuổi thọ của dầu

b Hệ thống bôi trơn cưỡng bức Cacte khô

Hình 2

Hình 2.2 Hệ thống sơ đồ nguyên lí hệ thống bôi trơn cacte khô1– Cacte; 2- Bơm dầu phụ; 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- Đương dầu bôi trơntrục khuỷu; 10- Đường dau bôi trơn trục cam; 11- Bầu lọc tinh; 12- Đồng hồ bao nhiệt

độ dầu; 13- Két làm mát dầu

Sự khác nhau giữa hệ thống bôi trơn Cacte khô so với hệ thống bôi trơn Cacte ướt thểhiện ở chổ hệ thống bôi trơn Cacte khô dùng thêm hai bơm dầu phụ (2) để hút hết dầu

trong Cacte (1) đưa về thùng chứa dầu (3), sau đó bơm nhớt (5) hút dầu từ thùng chứa đibôi trơn.

2.6.Thông số của hệ thống bôi trơn cưỡng bức dùng Cacte ướt

-Dòng xe toyota vios

1 – Cacte dầu: Thể tích 3.7 lít

2 - Phao hút dầu:

3 – Bơm:

Chiều cao răng 0.009m

Bánh răng ăn khớp ngoài modun 0.045m

Số bánh răng chủ động 8

Đường kính vòng chia 0.036m

Đường kính vòng đỉnh răng 0.045m

Vận tốc đỉnh răng 5.4 m/s

4 - Van an toàn bơm dầu:

Dùng để xả dầu chưa lọc vào cacte động cơ khi áp suất dầu ở rôto tăng quá mức quyđịnh Van an toàn cần mở ra khi áp suất dầu ở đầu vào rôto trong giới hạn từ (6,5-7)atmôtphe

5 - Bầu lọc thô:

Bầu lọc ly tâm toàn phân Bầu lọc này được đặt nối tiếp trên đường dầu chính Toàn bộlượng dầu do bơm cung cấp đều đi qua bầu lọc Một phần dầu khoảng 10 – 15% qua các

lỗ phun ở rô to rồi chảy về các te

6 - Van an toàn lọc dầu:

Khi bình lọc thô bị tắc, do sự chênh lệch áp suất giữa dầu trong bình lọc và mạch dầuchính nên van an toàn mở ra, dầu chưa được lọc sẽ vào thẳng mạch dầu chính đi bôi trơncho các bề mặt cần bôi trơn

7 - Đồng hồ báo áp suất dầu:

Đồng hồ áp suất dầu báo áp suất dầu trong động cơ giúp phát hiện hư hỏng trong hệthống bôi trơn Đồng hồ áp suất dầu là kiểu đồng hồ lưỡng kim

Toàn bộ cơ cấu đồng hồ thường gồm hai phần: bộ cảm biến, được lắp vào cacte củađộng cơ hoặc nắp ở bộ lọc dầu thô và đồng hồ (bộ phận chỉ thị), được bố trí ở bảng đồng

hồ trước mặt tài xế Đồng hồ và bộ cảm biến mắc nối tiếp với nhau và đấu vào mạch saucông tắc máy

Bộ cảm biến làm nhiệm vụ biến đổi tương đương sự thay đổi của áp suất dầu bôi trơnthành sự thay đổi của các tín hiệu điện để đưa về đồng hồ đo Đông hồ là bộ phận chỉ thị

áp suất dầu ứng với các tín hiệu điện thay đổi từ bộ cảm biến Thang đo đồng hồ đượcphân độ theo đơn vị Kg/cm2

Trên các ôtô ngày nay có thể gặp ba loại đồng hồ áp suất dầu bôi trơn: loại đồng hồ nhiệtđiện, loại từ điện và cơ khí đơn thuần Ở đây chỉ giới thiệu hai loại là đồng hồ nhiệt điện

và loại từ điện

8 - Đường dầu chính:

Từ ống dẫn dầu chính, dầu sẽ theo các ống dẫn dầu nhánh đi bôi trơn cho cổ trục cam,trục đòn mở và bạc cổ trục chính rồi qua lỗ và rãnh ở trong trục khuỷu (trục khuỷu rỗng)

để bôi trơn bạc đầu to thanh truyền và các cổ trục còn lại của trục khuỷu

9 - Đường dầu bôi trơn trục khuỷu:

Từ đường dầu chính, dầu theo đường nhánh 9 đến bôi trơn trục khuỷu, sau đó đến bôitrơn đầu to của thanh truyền, chốt piston và đi theo các đường dầu 10 để bôi trơn trục

10 - Đường dầu bôi trơn trục cam:

Dẫn dầu đến trục cam để bôi trơn

11 - Bầu lọc tinh:

Bầu lọc tinh làm nhiệm vụ xả áp bình chứa xăng, đồng thời hấp thụ hơi xăng bay lên vàhồi lại bình chứa Giúp bảo toàn nhiên liệu và ổn định áp suất trong bình Bầu lọc thanhoạt tính còn được gọi với nhiều tên như bầu hấp phụ hơi xăng, bầu thu hồi xăng

12 - Két làm mát dầu:

Két làm mát dầu số là bộ phận quan trọng trong hệ thống lái, truyền động mang tới khả năng duy trì được nhiệt độ dầu ở ổn định Với điều kiện vận hành và thời tiết khắc nghiệt tại nước ta, bộ phận này cần phải được đảm bảo ở trạng thái hoạt động tốt nhất

13 - Van khống chế lưu lượng dầu qua két làm mát:

Van hằng nhiệt được đặt giữa động cơ và két nước để đảm bảo nước làm mát luôn đượcgiữ ở một nhiệt độ làm việc nhất định Nếu nước làm mát quá thất, van hằng nhiệt sẽđóng lại không cho nước làm mát chảy về két nước, mục đích của việc này là để tăngnhiệt độ nhanh chóng tới nhiệt độ làm việc Khi nhiệt độ nước đạt tới nhiệt độ làm việc

ổn định, van hằng nhiệt sẽ mở ra để thực hiện tuần hoàn nước về két nước

14 - Đồng hồ báo nhiệt độ dầu:

Đồng hồ báo nhiệt độ nước làm mát ô tô là thiết bị dùng để đo nhiệt độ trung bình của

hệ thống động cơ Nó có chức năng cảnh báo nhiệt độ động cơ khi xe đang chạy Nếu hệthống này bị trục trặc, nó thực hiện cảnh báo một số tình huống nguy hiểm trên xe, mànguyên nhân chủ yếu là do hệ thống làm mát của xe bị hỏng hoặc do nước làm mát bịhỏng, thiếu hoặc rò rỉ… khiến động cơ của xe hoạt động kém hiệu quả

15 - Nắp rót dầu:

Có kích thước 5x5x5

16 - Que thăm dầu:

Là thanh kim loại có các dấu ở đầu được sử dụng để kiểm tra lượng dầu trong bể dầu của động cơ (cacte)

Có kích thước là 70x4x4

2.7 Ảnh hưởng của hệ thống bôi trơn trong quá trình lái xe

Nhờ cơ chế đóng chặt khe hở giữa các bộ phận chuyển động như trục, ổ trục, nên côngdụng hệ thống bôi trơn là giảm thiểu mài mòn động cơ Nhờ đó, giúp các bộ phậnchuyển động tránh việc tiếp xúc trực tiếp với nhau Hệ thống bôi trơn đóng vai trò nhưmột chất làm sạch trong động cơ khi di chuyển các hạt bụi bẩn

2.8 Tổng quan của hệ thống bôi trơn trên xe ô tô

Sau khi tìm hiểu hệ thống bôi trơn về các nguyên lý hoạt động cũng như cấu tạo, đặttính Bao gồm các hệ thống bôi trơn cưỡng bức catte ướt, hệ thống bôi trơn cưỡng bứccatte khô, hệ thống bôi trơn văng tung tóe Chúng em chọn tính toán hệ thống bôi trơncưỡng bức trên xe toyota

CH ƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÔI TRƠN TRÊN NG 3 TÍNH TOÁN THI T K H TH NG BÔI TR N TRÊN ẾT KẾ HỆ THỐNG BÔI TRƠN TRÊN ẾT KẾ HỆ THỐNG BÔI TRƠN TRÊN Ệ THỐNG BÔI TRƠN TRÊN ỐNG BÔI TRƠN TRÊN ƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÔI TRƠN TRÊN

XE Ô TÔ 3.1 Thông số kỹ thuật hệ thống bôi trơn cacte ướt trên xe ô tô Toyota

3.1.1 Thông số trước của động cơ

Góc đóng muộn xupáp nạp 2 Đô 460

Loại buồng cháy:thống nhất

Bảng 3.1 Thông số cho trước của động cơ

Nhiệt độ khí sót Tr K 800

c) Tính nhiệt độ cuối của quá trình nạp Ta (k)

- Chọn trước n1,thế vào phương trình sau,giải bằng phương mò nghiệm.

- Chọn n1=1,367,khi sai số hai vế nhỏ hơn 0,001 thì lấy giá trị đã chọn

d) Hệ số biến đổi phân tử thực tế :

e) Hệ số biến đổi phân tử tại z :

f) Tính hệ số toả nhiệt xz tại z:

j) Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn

 > thì  = 0 (động cơ diesel)

h) Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình môi chất tại z

i) Nhiệt độ cực đại của chu trình Tz (°K):

A

C=

Ta có phương trình bậc hai : 0,002983

=-12620,22Chọn

k.Áp suất cực đại chu trình pz

Pz=pc.λ=6,7599.1,52=10,275(MN/m2

¿

2276,527 983,324 =1,596348

b Tỷ số giãn nở sau:

δ= ε

ρ =

15,5 1,596348 =9,7096615

c Kiểm nghiệm lại trị số n2:= 1,268

Chọn trước n2 = 1,268 theo công thức:

d Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở T b ( 0 K) :

T b= T z

δ n2 −1

=

2276,527 9,7096615 1 ,268−1 =1237,947 [ 0K]

e Áp suất cuối quá trình giãn nở p b (MN/m 2 ):

Vì đây là động cơ 4 kỳ, động cơ gồm 1 chu trình : nạp-nén-nổ xã.Trong 2 vòng quaytrục khuỷa.

Việc đóng mở các xupap nạp và xã được các gối cam trên trục cam điều khiển, mà 1 chu

kỳ đóng mở các xupap ứng với 1 chu trình động cơ chỉ thực hiện trong 1 vòng quay củatrục cam

Nên số vòng quay trục cam bằng ½ số quay trục khuỷa n=2200/2=1100 Vòng/phút3.2.4.2 Thời điểm đóng mở xupap

Mỗi một xi lanh thuộc động cơ ô tô sẽ thực hiện một quy trình đốt cháy gồm 4 kỳ: nạp,nén, nổ, xả và cần một số góc quay nhất định của trục khuỷu Giả sử, động cơ ô tô chỉ có

1 xi lanh Khi này, xi lanh sẽ cần 1 góc quay của trục khuỷu - là 720 độ - tương đươngvới 2 vòng quay để hoàn thành một chu trình đốt cháy Nghĩa là, khi trục khuỷu quayđược 2 vòng thì 1 chu trình cháy sẽ diễn ra

a) Thời điểm mở xupap xã

Hình 3.1 Pha phân phối khí động cơ bốn kỳXupap thải bắt đầu mở sẽ làm cho áp suất cao trong xylanh trong quá trình đốt cháyđược thoát ra ngoài qua hệ thống xả.

Xupap thải mở sớm trước khi piston tới điểm chết dưới (điểm b’ trên hình) sẽ tạo điềukiện thuận lợi cho quá trình thải bằng cách cho sản vật cháy tự thoát ra ngoài nhờ chênh

áp giữa xylanh và đường thải Với mục đích giảm tải trọng động cho xupap cần phải choxupap mở và đóng đường thông một cách từ từ Chính vì vậy việc mở sớm xupap thảinhằm tạo ra giá trị “thời gian-tiết diện” đủ để áp suất trong xylanh giảm tới mức yêu cầukhi piston đi ngược từ điểm chết dưới lên điểm chết trên Khi đã mở sớm xupap thải vàothời điểm hợp lý sẽ làm giảm công tiêu hao cho việc đẩy khí thải ra ngoài

Nhưng nếu mở xupap thải quá sớm sẽ làm giảm công giãn nở trên đồ thị công qua đólàm giảm công suất động cơ

Hai yêu cầu trên mâu thuẫn với nhau Trên các động cơ đốt trong cổ điển thì pha phânphối khí được chọn cố định nên phải cân đối lợi ích giữa hai yếu tố trên Còn trên cácđộng cơ có trang bị hệ thống phân phối khí thông minh thì hệ thống sẽ thay đổi thời