tìm hiểu về hệ thống bôi trơn

Dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn được bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một áp suất nhất định do đó hoàn toàn có thể đảm bảo yêu cầu bôi trơn, làm mát và tẩy rửa bề mặt ma sát của ổ

 Rửa sạch bề mặt ma sát của chi tiết.

 Làm mát một số cho tiết như : Pistong,xy-lanh, trục khuỷu, …

 Bao lấp khe hở bề mặt chi tiết nhờ các chất phụ gia trong dầu, rút

ngắn thời gian chạy rà của động cơ

1.4 Yêu cầu kỹ thuật

-Đối với độ nhớt (Chất bôi trơn):

 Độ nhớt của dầu phải nằm trong giới hạn cho phép

 Bảo vệ bề mặt kim loại không ăn mòn

 Dầu bôi trơn không được cạn ở cacte, trong các đường ống

 Tuổi thọ cao và giá cả phù hợp

-Đối với hệ thống:

 Phải đưa chất bôi trơn tới nơi cần thiết một cách liên tục với lưu

lượng, trạng thái chất xác định và có thể kiểm tra điều chỉnh, điều hành dễdàng

 Các thiết bị, bôi trơn phải đơn giản, tháo lắp kiểm tra, điều chỉnh và

có khả năng dễ tự động hóa nhưng giá vừa phải

2.Phân loại :

-Cho đến ngày nay, hệ thống bôi trơn được phân chia theo phương pháp bôi

trơn:

 Bôi trơn bằng vung tóe

 Bôi trơn cưỡng bức

 Bôi trơn bằng cách pha dầu bôi trơn vào trong nhiên liệu

2.1 Hệ thống bôi trơn kiểu vung tóe

-Phương pháp này được sử dụng trong các động cơ nhỏ, một xy lanh Đầu to

của thanh truyền có gắn thìa, quá trình quay dầu được thìa này múc hắt tung toé lên các ổ trục để bôi trơn Đây là phương pháp đơn giản, không đảm bảo bôi trơn,hiện nay rất ít sử dụng

Hình 2: Bôi trơn bằng vung tóe2.2 Bôi trơn bằng cách pha dầu bôi trơn vào trong nhiên liệu

-Đây là phương pháp đơn giản chỉ dùng cho các động cơ xăng 2 kỳ cỡ nhỏ

Tỷ lệ pha trộn dầu nhờn xới xăng là 1/20 ÷ 1/25 thể tích Một số động Đức, Tiệp thường pha tỷ lệ ít hơn 1/30 đến 1/33

- Tỷ lệ dầu nhờn cao sinh muội than nhiều đóng bám vào đỉnh piston, bugi, buồng đốt

- Tỷ lệ dầu nhờn thấp bôi trơn kém, ma sát lớn dễ làm nóng máy, piston bó kẹt trong xy lanh

Hình 3: Pha dầu nhờn vào trong nhiên liệu2.3 Bôi trơn cưỡng bức

-Hầu hết các động cơ đốt trong ngày nay đều sử dụng phương pháp bôi trơncưỡng bức Dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn được bơm dầu đẩy đến các bề mặt

ma sát dưới một áp suất nhất định do đó hoàn toàn có thể đảm bảo yêu cầu bôi

trơn, làm mát và tẩy rửa bề mặt 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

2.3.1 Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte ướt:

Hình 4: Sơ đồ nguyên lí hệ thống bôi trơn cacte ướt1.Cacte dầu

2.Bầu lọc thô

3.Bơm dầu4.Bầu lọc tinh

5.Bình làm mát

6.Mạch dầu chính7.Áp kế dầu (đồng hồ áp suất)

8.Van điều áp9.Van an toàn

 Nguyên lí hoạt động:

-Bơm dầu 3 được dẫn động từ trục khuỷu thô (2), dầu bôi trơn trong

cacte (1) được hút vào bơm qua lưới lọc thô (2) (lưới lọc để lọc sơ bộ tạp chất có kích thước lớn) Sau khi qua bơm dầu có áp cao dầu đi vào bầu lọc (4) để lọc tạp chất rồi dẫn đến bình làm mát (5), dầu được làm mát rồi đưa lên đường ống dẫn

dầu chính (6) đi bôi trơn cho các bộ phận theo mạch dầu (9) rồi đi về cacte (1)

-Ưu điểm: gọn chiếm ít chỗ

-Nhược điểm : Là toàn bộ dầu bôi trơn trong cacte phải sâu để dung tích lớn do đó làm tăng chiều cao động cơ, ngoài ra dầu luôn dễ phản ứng với khí

cháy có nhiệt độ cao từ buồng đốt lọt xuống theo nhiên liệu và các axit làm giảm tuổi thọ của dầu

2.3.2 Hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte khô

-Hệ thống bôi trơn cacte khô khác cơ bản với hệ thống bôi trơn trên cacte

là hệ thống có thêm một đến hai bơm làm nhiệm vụ chuyển dầu từ cacte đến bìnhlàm mát

Hình 5: Sơ đồ nguyên lí hệ thống bôi trơn cacte khô1.Cacte dầu

2.Bơm dầu3.Thùng dầu

4.Lưới lọc sơ bộ

5.Bơm dầu bôi trơn6.Bầu lọc thô7.Đồng hồ áp suất

 Nguyên lí hoạt động :

-Bơm dầu được dẫn động từ trục khuỷu hay trục cam Dầu trong thùngdầu (3) được bơm hút (5) qua lọc (4) ,dầu tới bình lọc thô (6) Từ đây dầu đi theo

nhánh (9) để bôi trơn trục khuỷu sau đó lên bôi trơn đầu to của thanh truyền vàchốt Pit-tông theo nhánh 10 đi bôi trơn trục cam Từ đường dầu chính khoảng 15-20% lưu lượng của nhánh dẫn đến bầu lọc tinh (11) ,tại đây những chất rất nhỏđược giữ lại, sau đó dầu chảy ra bầu lọc tinh với áp suất nhỏ để về thùng chứa(3).

-Trong quá trình bôi trơn,dầu chảy xuống cacte và được hai bơm hút qualọc sau đó dầu được đưa đến bình làm mát và về thùng chứa (3)

-Ưu điểm: trong cacte ít dầu không có sựvađập giữa dầu với tay quay vàđầu to thanh truyền, có két riêng đựng dầu lên cacte nhỏ gọn, dầu sạch sẽ, làmviệc ở địa hình dốc mà không bị thiếu dầu

-Nhược điểm:có cấu tạo phức tạp, khó tháo lắp, sửa chửa, không gọn nhẹ(động cơ diesel lắp trên máy ủi, xe tăng, tàu thủy… )

3 Các bộ phận chính của hệ thống bôi trơn

3.1 Bơm dầu

-Có nhiệm vụ hút dầu ở cacte hay thùng dầu chứa để cung cấp cho các bề

mặt chi tiết cần bôi trơn với áp lực và lượng dầu nhất định

-Yêu cầu: Các loại bơm dầu là phải tạo ra áp suất để được dầu đến bề mặt

-Điều kiện làm việc: trong môi trường áp suất, nhiệt độ cao, tốc độ quay lớn

3.1.1 Bơm bánh răng ăn khớp ngoài

-Vỏ bơm và nắp bơm được lắp với nhau bằng bulông trục chủ động có

thể quay tự do ở đầu có lắp then bán nguyệt (để hạn chế, sự di chuyển dọc trục)

-Bánh răng chủ động lấy một đầu với trục chủ động, đầu kia của trục lắp với bánh răng truyền động ăn khớp với bánh răng trục cam Bánh răng bị động

lắp vào trục bị động ăn khớp với chủ động và quay ngược chiều khi làm việc

Hình 6: Cấu tạo của bơm dầu bánh răng ăn khớp ngoài1.Vỏ

2.Nắp3.Trục chủ động

4.Bánh răng

5.Lỗ thoát

7.Bộ phận thu dầu8.Lưới lọc9.Trục10.Van11.Vít điều chỉnh

3.1.2 Bơm bánh răng ăn khớp trong

Hình 7: Hình vẽ mô tả cấu tạo của bơm bánh răng ăn khớp trong

1.thân bơm2.bánh răng bị động

3.đường dầu vô

4.rãnh then

5.trục dẫn động6.bánh răng chủ động7.đường dầu ra

 Nguyên lí làm việc:

-Khi động cơ làm việc, thì bánh răng chủ động (6) quay nhờ sự chuyển

động của trục khuỷu hay trục cam Lúc này, bánh răng chủ động (6) làm bánh

răng bị động (2) quay cùng chiều Do đó, nó sẽ tao ra áp lực (giảm áp suất) trong bơm, nhờ vậy dầu được hút vào trong bơm theo đường dầu (3) Tiếp tục, dầu sẽ

theo rãnh (4) và (7) để thoát ra theo đường dầu 8 (lượng dầu được guồng vào

trong bơm với thể tích không đổi)

3.2 Bầu lọc thô

-Bầu lọc thô dùng để làm sạch dầu bước đầu Bầu lọc thô gồm có thân trên ,

thân dưới và trục lõi lọc (lá lọc và lá chêm xếp xen kẽ nhau với khe hở là 0,08

mm, mỗi khe có 1 lá lọc cặn), lõi lọc bắt vào trục lõi lọc, đầu trên của trục bắt ra ngoài bầu vỏ lọc có tay quay vặn chặt.Dầu đi vào khe hở của lá chêm giữa và lá

dọc.Tạp chất bị giữ lại còn dầu tương đối sạch đi vào giữa lõi lọc và ra đường

dầu ra.Sau đó, dầu đi vào đường chính vào động cơ

Hình 8: Cấu tạo bầu lọc thô

13 Trục quay

3.3 Bầu lọc tinh :

-Bầu lọc tinh sẽ những chất cặn bẩn nhỏ hơn 0,01 mm mà bầu lọc

thô không lọc được thường sử dụng bộ phận lọc bằng giấy, sợi vải giấy,

sợi vải tổng hợp và một số loại vật liệu khác Tuy nhiên, được sử dụng

rộng rãi hơn cả là bộ lọc bằng giấy, loại này có thể sử dụng được

1500-2000 giờ Cấu tạo của một dạng bầu lọc tinh được mô tả trên hình Bầu

lọc này có 3 lưới lọc bằng giấp (số 15) Dầu được bơm vào trong bầu lọc

bằng bơm thấp áp, sau đó đi qua các ống giấy lọc và đi ra ngoài

- Hệ thống nhiên liệu có bơm cao áp kiểu phân phối thường chỉ sử

dụng 1 bầu lọc chung cho cả hệ thống và trên nó có lắp bơm tay để xả khí khi khởi động máy

Hình 9: một số hình ảnh về bầu lọc tinh

Hình 10: Bầu lọc dầu của hãng xe Toyota3.4 Bình làm mát

-Nhiệm vụ, yêu cầu: hạ thấp nhiệt độ của dầu theo đúng quy định

Hình 12: Hình ảnh két làm mát dầu trong thực tế

Hình 13:Bình làm mát bằng không khí1.Đường dầu vào

2.Đường dầu ra

3.Lỗ bắt bu lông

4.Đường dẫn dầu làm mát5.Các lá tản nhiệt

3.5 Van giảm áp

-Nhiệm vụ của van giảm áp:giữ cho áp suất của dầu máy trong hệ thống bôitrơn được ổn định Nếu áp suất quá cao thì dầu phun vào vách xylanh quá nhiều lọt vào buồng cháy làm tiêu hao dầu nhờn, ảnh hưởng xấu tới quá trình công tác đồng thời có thể làm cho bánh răng truyền động, bánh răng chủ động va vào áp

 Nguyên lý làm việc:

-Khi áp suất bình thường, lò xo ép viên bi đóng kín rãnh thông giữa

đường dầu vào và ra Khi áp suất vượt mức quy định tức là khi thắng lực đàn hồi của lò xo sẽ đẩy viên bi làm thông đường dầu vào và ra lại với nhau Do đó, một lượng dầu tràn về đường dầu vào hạn chế áp suất quá quy định

3.6 Van an toàn:

-Khi bình lọc thô bị tắt do sự chênh lệcháp suất giữa dấu trong bình lọc

và dầu trong mạch chính Van an toàn dùng để xả dầu chưa lọc vào cacte động cơkhi áp suất của roto tăng quá mức quy định

Hình 15: Hình vẽ mô tả về cấu tạo của van an toàn1.Mũ ốc điều chỉnh

2.Lò xo3.Vỏ van

4.Van5.Đường dầu vào6.Đường dầu ra

3.7 Van điều chỉnh áp lực:

-Van điều chỉnh áp lực dùng để xả dầu về cacte khi áp suất vượt quá mứcquy định Van điều chỉnh sao cho áp suất trong khoảng 2,5-3,5 atm Nhiệm vụ

của van là giữ áp suất trong mạch dầu chính ở áp suất nhất định

Hình 16: Hình ảnh về cấu tạo của van điều chỉnh áp lực

1.Đường dầu vào2.Van3.Đường dầu ra4.Vỏ van5.Lò xo

4 Một số thông tin thú vị về dầu nhớt (dầu nhờn):

-Dầu nhớt động cơ ôtô và xe máy có hai thông số quan trọng là cấp hiệu

năng (còn gọi là phẩm cấp hoặc cấp chất lượng) API và cấp độ nhớt SAE

- Cấp hiệu năng API (Viện dầu mỏ Mỹ) dùng để phân loại chất lượng của

nhớt động cơ xăng và diesel và bắt đầu được áp dụng rộng rải ở Mỹ và trên thế

giới từ những năm 60 của thế kỷ trước Theo sự phát triển của thiết kế động cơ,

trung bình cứ sau khoảng 4-5 năm lại có một các cấp API mới ra đời để đáp ứng yêu cầu bôi trơn của thế hệ động cơ tương ứng

- Cấp chất lượng của nhớt động cơ xăng được ký hiệu là API SA, SB, SC…

đến cấp mới nhất hiện nay là API SN Trong đó chữ cái cuối dùng để phân biệt

các cấp và được xếp theo bảng chữ cái, chữ cái càng đứng sau thì biểu thị cho

phẩm cấp càng cao hơn Ví dụ phẩm cấp API SN thì cao hơn SM ; SM cao hơn

SL

- Tương tự như vậy, nhớt động cơ diesel được phân thành các cấp API từ

CA cho đến CD (API CA, API CB, API CC, API CD) Thời kỳ đầu, dầu nhớt có chức năng chủ yếu là bảo vệ và kéo dài tuổi thọ động cơ Về sau nhớt còn đảm

đương thêm nhiều chức năng khác như giúp động cơ giảm tiêu hao nhiên liệu và hiện nay thì góp phần làm giảm thiểu khí xả độc hại để động cơ đạt các tiêu

chuẩn khí xả như Euro 3, 4 hoặc 5

Hình 17: Các ký hiệu về phẩm cấp trên dầu nhớt.

- Các cấp hiệu năng API mới nhất hiện nay như API SN hay API CJ-4 đượcđánh giá theo các chỉ tiêu như khả năng bảo vệ động cơ (tính năng chống cặn

bám, chống mài mòn…), tiết kiệm nhiên liệu (độ nhớt thấp, đa cấp), kéo dài định

kỳ sử dụng nhớt và phin lọc (chống ô-xy hóa, phân tán cặn), bảo vệ thiết bị xử lý khí xả API CJ-4 là cấp cao nhất hiện nay, trong đó chữ cái cuối biểu thị cho

phẩm cấp và số 4 biểu thị cho loại nhớt dành cho động cơ 4 thì

- Tiêu chuẩn này do Viện Dầu mỏ Mỹ xác định nên là quy trình nghiêm

ngặt và tốn kém Nhà sản xuất phải trả chi phí từ vài chục ngàn đến vài trăm

ngàn đô-la tùy thuộc vào cấp API định đăng ký Đầu tiên hãng nộp hồ sơ, mẫu

dầu và chi phí Sau đó các mẫu thử nghiệm trên động cơ và xét nghiệm tại phòng thí nghiệm của nhà chế tạo động cơ Cuối cùng API đánh giá kết quả và cấp

chứng chỉ

- Sau khi API cấp chứng chỉ thì tên sản phẩm được niêm yết trên website

của cơ quan này và nhà sản xuất được quyền in nhãn hiệu chất lượng API lên

nhãn bao bì sản phẩm Một số hãng không đủ khả năng để được API cấp chứng

chỉ thì tự đánh giá và tự tuyên bố là đạt tiêu chuẩn API, nhưng không được in

nhãn hiệu chất lượng API.Để đáp ứng yêu cầu của các loại xe hiện nay, cần lựa

chọn các cấp chất lượng càng cao càng tốt như API SL ; SM hay SN cho động cơ

màu nắp, màu bao bì hay màu nhãn khác nhau cho các sản phẩm có phẩm cấp

khác nhau Tất nhiên có sự chênh lệch về giá cả (nhiều khi là khá lớn) cho các

phẩm cấp khác nhau

- Thông số thứ 2 cần quan tâm khi chọn dầu nhớt là cấp độ nhớt SAE (Hiệphội kỹ sư ôtô Mỹ) Cấp độ nhớt SAE biểu thị cho độ đặc-loãng của dầu nhớt như SAE 30, 40 và 50 Số càng lớn có nghĩa là nhớt càng đặc và khả năng bôi trơn

càng tốt hơn Các cấp độ nhớt này được xác định ở 100 độC (là nhiệt độ trung

bình của nhớt khi động cơ làm việc) và gọi là độ nhớt đơn cấp ở nhiệt độ cao

- Dầu nhớt bôi trơn cũng như dầu mỡ ăn có một đặc tính không mong muốn

là độ nhớt luôn thay đổi theo nhiệt độ, tức là sẽ đặc lại khi nhiệt độ xuống thấp vàngược lại sẽ loãng ra khi nhiệt độ tăng Các loại nhớt đơn cấp chỉ bảo đảm là đạt

độ nhớt ở nhiệt độ cao như yêu cầu để bôi trơn động cơ Còn khi nhiệt độ xuống thấp (khi động cơ chưa hoạt động) thì dầu đơn cấp có thể quá đặc gây khó khăn

cho việc khởi động và lưu thông dầu nhớt đến các bộ phận động cơ

- Khắc phục nhược điểm này, các loại dầu nhớt có độ nhớt đa cấp như SAE 10W-30 ; 15W-40 và 20W-50 được phát triển và đưa vào sử dụng ngày càng

rộng rãi Chữ W được cho là viết tắt của "Winter – mùa đông" chỉ khả năng khởi động khi trời lạnh Nhớt đa cấp vừa bảo đảm độ nhớt phù hợp để bôi trơn tốt

động cơ ở nhiệt độ cao vừa bảo đảm nhớt không quá đặc ở nhiệt độ thấp nhằm

giúp xe dễ khởi động và vận hành

- Ở dầu nhớt đa cấp, chữ số đứng trước "W" dùng để chỉ khoảng nhiệt độ

mà dầu đó giúp động cơ khởi động tốt Nhiệt độ đó được xác định bằng cách lấy

30 trừ đi con số đó nhưng ở nhiệt độ âm Chẳng hạn dầu 20W-50 khởi động tốt ở-10 độC Dầu 10W-30 khởi động tốt ở -20 độC

- Trước đây khách hàng có thói quen dùng các loại nhớt đặc như nhớt đơn

cấp SAE 50 hoặc đơn cấp SAEW 20W-50 với quan niệm nhớt càng đặc thì càng tốt Hiện tại công nghệ dầu nhớt phát triển nên quan niệm này đang thay đổi

Nhờ có các loại phụ gia dầu có độ nhớt thấp như SAE 40 ; 15W-40 hay 10W-30 vừa bôi trơn và bảo vệ tốt động vừa mang lại những lợi ích khác như giảm tổn

thất công suất, giảm tiêu hao nhiên liệu, giúp xe khởi động và vận hành ổn định -Do vậy xu hướng hiện nay của các nhà chế tạo là khuyến nghị các loại dầu nhớt động cơ đa cấp và có độ nhớt thấp để sử dụng cho các vùng khí hậu khác

nhau kể cả ở những nước có khí hậu nóng như Việt Nam