Nghiên cứu khả năng tối ưu hoá hệ thống bôi trơn động cơĐ tiếng nga 6

Nghiên cứu khả năng tối ưu hoá hệ thống bôi trơn động cơĐ tiếng nga 6 Nghiên cứu khả năng tối ưu hoá hệ thống bôi trơn động cơĐ tiếng nga 6 Nghiên cứu khả năng tối ưu hoá hệ thống bôi trơn động cơĐ tiếng nga 6 luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

-

TRẦN HÀ THỌ

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TỐI ƯU HOÁ HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

TRẦN HÀ THỌ

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TỐI ƯU HOÁ HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS PHẠM VĂN THỂ

Hà Nội - 2005

Ch-ơng I Vấn đề ma sát, mài mòn trong động cơ

1.1 Ma sát, mài mòn chung

Qua thực tế nghiên cứu, nguyên nhân cơ bản gây biến xấu tình trạng kĩ

thuật của các chi tiết, các cụm, các tổng thành của động cơ là do hao mòn, do

kim loại bị mỏi, các chi tiết bị biến dạng gãy vỡ Gãy vỡ do sai sót của chế tạo

hoặc sai sót do sử dụng, sửa chữa Các mối ngép bị lỏng, không đảm bảo khe

hở của cặp chi tiết tiếp xúc, không đảm bảo độ đồng tâm, vuông góc giữa các

trục… Tính chất lí hoá của vật liệu bị biến chất, tạo cặn trong hệ thống bôi

trơn, làm mát, tạo muội trong buồng cháy … Trong rất nhiều nguyên nhân kể

trên thì nguyên nhân hao mòn các chi tiết là căn bản và quan trọng nhất

Trong quá trình sử dụng, bề mặt ma sát các chi tiết máy bị thay đổi kèm

theo đặc tính kích th-ớc hình học, cấu trúc, tính chất và trạng thái ứng suất

của các lớp bề mặt cũng thay đổi, chúng có thể bao gồm những thể tích vĩ mô,

vi mô, siêu vi mô, ở mức độ đáng kể Tính chất của những thay đổi ấy phụ

thuộc vào động học, chuyển động (loại ma sát lăn hay ma sát tr-ợt) điều kiện

tải cơ học, sự có mặt và thành phần của các môi tr-ờng chất rắn, lỏng hoặc khí,

dạng bôi trơn, nồng độ ôxi, vật liệu … Những thay đổi ấy có thể có ích (làm

bình th-ờng hoá ma sát ngoài và giảm hao mòn tới mức nhỏ nhất) hoặc dẫn

tới những hiện t-ợng h- hỏng rõ rệt không cho phép Để khống chế mòn có

hiệu quả phải hiểu đ-ợc bản chất về ma sát, quá trình mòn, quy luật mài mòn

và các yếu tố quyết định mòn Cần có sự phân định giới hạn chính xác giữa

hao mòn tất nhiên (lí thuyết), hao mòn thực tế và các hiện t-ợng không bình

th-ờng của h- hỏng Việc nghiên cứu ma sát-mài mòn rất quan trọng và cần

thiết để nắm đ-ợc bản chất và quy luật mài mòn các chi tiết trong điều kiện

làm việc cụ thể, đặc biệt là các chi tiết trong động cơ nói riêng Từ đó giúp

chúng ta có các biện pháp khắc phục để nâng cao tuổi bền sử dụng chúng

1.1.1 Khái niệm và phân loại ma sát

Nh- chúng ta đã biết sự hoạt động của nhiều cơ cấu máy có liên quan

trực tiếp đến sự chuyển động t-ơng đối của các bề mặt tiếp xúc của các chi

tiết máy và tạo nên ma sát trong bề mặt đó Trong đa số các tr-ờng hợp, ma

sát đều gây nên những chi phí vô ích về năng l-ợng động thời tạo nên hao

mòn chi tiết máy Đã có rất nhiều giả thiết và cơ sở lí thuyết khác nhau để giải

thích và chỉ ra nguồn gốc của ma sát nh- thuyết cơ học về ma sát Thuyết này

giải thích nguyên nhân của việc xuất hiện ma sát là do độ nhám của bề mặt

tiếp xúc Thuyết phân tử về ma sát: thuyết này giải thích hiện t-ợng ma sát

dựa trên lực tác dụng phân tử xuất hiện giữa các bề mặt

Thuyết cơ học-phân tử về ma sát: thuyết này kết luận ma sát có nguồn

gốc hai mặt và có thể giải thích: sự xuất hiện của ma sát một mặt do xâm thực

t-ơng hỗ của các gờ nhấp nhô riêng bịêt trên bề mặt khác do sự tác dụng của

lực kéo phân tử của hai vật Khi bề mặt có độ nhấp nhô lớn thì yếu tốc cơ học

đóng vai trò chính, còn khi đã bôi trơn thì nguyên nhân ma sátlà do yếu tố

phân tử

Thuyết năng l-ợng về ma sát: bản chất của thuyết này có thể đ-ợc tóm

tắt: trong quá trình chuyển động t-ơng đối của hai chi tiết với nhau, trong môi

tr-ờng bị ảnh h-ởng của các phân tử sẽ biến hoá không ngừng, năng l-ợng

chuyển động tịnh tiến của của vật thành năng l-ợng chuyển động dạng sóng

và dao động cuả các phân tử vật chất, từ đó xuất hiện hiện t-ợng nhiệt-điện,

hiện t-ợng nhiệt và các hiện t-ợng khác

Qua việc giải thích của các thuyết trên, ta nhận thấy ma sát là kết quả

của nhiều dạng t-ơng tác phức tạp khác nhau trong đó diễn ra các quá trình cơ,

lí, hoá, điện … Quan hệ của các hiện t-ợng đó rất phức tạp, phụ thuộc vào đặc

tính tải tác dụng, vật liệu chế tạo, môi tr-ờng

Hình I.1 Phân loại ma sát theo chuyển động t-ơng đối giữa hai vật

Ví dụ: cụ thể trong động cơ, thể hiện rõ ma sát tr-ợt giữa các pittông, xéc

măng với bề mặt của xi lanh Khi động cơ làm việc, ma sát lăn, ma sát quay

thể hiện rõ trục khuỷu, trục cam với bạc lót của ổ đỡ

- Theo trạng thái bề mặt ma sát của chi tiết và tính chất của vật liệu bôi

trơn ma sát khô (ma sát ngoài) hệ số ma sát f=0,1 loại ma sát này sinh

ra giữa hai bề mặt tiếp xúc chỉ có một lớp không khí khô

Ví dụ: ma sát giữa các đĩa ma sát của khớp nối cắt nối động lực với bánh đà,

giữa má phanh và tang trống Trong động cơ th-ờng là giữa thành xi lanh với

xéc măng khí trên cùng

Ma sát giới hạn (ma sát trong) hệ số ma sát f=0,001 loại ma sát này

phát sinh giữa hai bề mặt chuyển động của chi tiết có tồn tại một lớp dầu bôi

trơn rất mỏng ( 0 , 1 K) Lớp dầu này tồn tại đ-ợc là do sức hút giữa chúng và

các phân tử kim loại So với ma sát khô thì ma sát giới hạn vẫn tốt hơn, nh-ng

ma sát giới hạn không có lợi nên không để các chi tiết máy làm việc lâu d-ới dạng

ma sát này

Ví dụ: ma sát các bộ phận trong động cơ ở chế độ khởi động máy hoặc tốc độ

quay chậm mà phụ tải lớn, cụ thể nh- ma sát giữa thành xi lanh và các xéc

măng khí phía d-ới khi động cơ làm việc

Ma sát -ớt (ma sát trong) còn gọi là là ma sát thuỷ động học, hệ số ma

sát f=0.0001 Loại ma sát này phát sinh khi hai bề mặt chi tiết tiếp xúc có một

lớp dầu nhờn hơn 5K, trong tr-ờng hợp này sức cản ma sát lớn hay bé tuỳ

theo tính chất của chính dầu nhờn mà không liên quan gì đến tính chất và đặc

tính của bề mặt tiếp xúc

Ví dụ: ma sát giữa bạc và các ổ trục khuỷu, trục cam, giữa xi lanh và các xéc

măng dầu

Ma sát nửa khô: là hình thức ma sát hỗn hợp giữa ma sát giới hạn và ma

sát khô, loại ma sát này xuất hiện ở phần trên của xi lanh và xéc măng hơi ở

hành trình nổ của động cơ

Ma sát nửa -ớt là hình thức ma sát hỗn hợp giữa ma sát giới hạn và ma

sát -ớt, loại ma sát này xuất hiện giữa các gối đỡ của trục khuỷu khi mới khởi

Nửa -ớt

1.1.2 Mài mòn, sự hao mòn, h- hỏng do mài mòn

Quá trình mòn là quá trình phá hoại bề mặt và lớp bề mặt kim loại của

các chi tiết tiếp xúc khi nó chuyển động t-ơng đối do kết quả kèm theo của

lực ma sát kèm theo quá trình lí hoá phức tạp Cũng cần có sự phân định giới

hạn chính xác giữa hao mòn tất nhiên (lí thuyết), hao mòn thực tế cho phép và

các hiện t-ợng không bình th-ờng của h- hỏng

Sự hao mòn: là sự thay đổi dần dần các kích th-ớc của chi tiết, xảy ra

khi có ma sát Hao mòn đ-ợc đánh giá trực tiếp bằng độ thay đổi các kích

th-ớc hay bằng các dấu hiệu gián tiếp Ng-ời ta phân biệt:

- Hao mòn đ-ờng: xác định bằng độ giảm kích th-ớc theo ph-ơng pháp

tuyến bề mặt ma sát

- Hao mòn khối: theo độ giảm thể tích

- Hao mòn trọng l-ợng

Ngoài sự thay đổi kích th-ớc của các chi tiết còn xảy ra những sự thay

đổi nhất định về cấu trúc và tính chất của các lớp bề mặt của chúng Trong

giai đoạn làm việc đầu tiên của các cặp lắp ghép, ng-ời ta th-ờng thấy cấu

trúc và tính chất của lớp bề mặt thay đổi nhiều hơn cả Khi hao mòn đã ổn

định quá trình thay đổi này sẽ nhỏ nhất và tập trung trong những lớp bề mặt vô

cùng mỏng

Mòn tuyệt đối về kích th-ớc th-ờng dùng đơn vị (K), trọng l-ợng dùng

(mmg), tỉ sốgiữa l-ợng hao mòn tuyệt đối với chiều dài của mặt ma sát gọi là

c-ờng độ mòn (hay tốc độ mòn)

Sự h- hỏng do mài mòn: là quá trình thay đổi rõ rêt và không đồng đều về

trạng thái hình học của các bề mặt ma sát cũng nh- về cấu trúc và tính chất của

các lớp bề mặt Ng-ời ta phân chia sự hao mòn và h- hỏng dựa trên các dấu hiệu

biểu lộ rõ rệt bên ngoài, có các cơ chế của sự phát triển nội tại của chúng là đặc

thù

Những nguyên tắc là cơ sở để phân loại:

- Nghiên cứu bản chất của các quá trình phá hoại quan sát thấy khi các

chi tiết máy làm việc

- Lặp lại các quá trình xảy ra và nghiên cứu trong điều kiện thí nghiệm

- Nghiên cứu sự hao mòn và h- hỏng trong quá trình phát triển của chúng,

trong mối liên hệ với những sự chuyển động tới hạn từ một dàn này sang một

dạng khác phụ thuộc vào tác dụng cơ học bên ngoài, vào các yếu tố môi

tr-ờng và tính chất của vật liệu chế tạo các chi tiết chịu ma sát Cũng theo

điều kiện ma sát, môi tr-ờng và vật liệu, ng-ời ta sẽ phân tách đ-ợc các quá

trình chủ yếu đ-ợc xác định dứt khoát Bên cạnh các quá trình chủ yếu (chính),

có những hiện t-ợng kèm theo gây ảnh h-ởng ít hơn đến sự phá hoại bề mặt

Thực chất mỗi chi tiết làm việc hay mỗi cặp liên kết của hai chi tiết bất kì đều

có một dạng hao mòn hay h- hỏng chính, quyết định giới hạn tuổi thọ và độ

tin cậy sử dụng của chi tiết, cặp liên kết, đồng thời còn có thể có những phá

hoại bề mặt phụ, có ảnh h-ởng ít hơn đến hoạt động của cặp lắp ghép Về cơ

bản, các dạng hao mòn và h- hỏng chính phụ thuộc vào động học của ma sát

tức là loại ma sát Các dạng phá hoại khi ma sát:

+ Cho phép (hao mòn) hao mòn cơ hoá bình th-ờng do ô xi hoá, hao

mòn cơ hoá bình th-ờng do bong dần (các lớp màng mỏng có nguồn

gốc khác ô xít) Dạng cơ hoá của mài mòn

Để phân loại mài mòn có rất nhiều trị số ảnh h-ởng đến trị số mòn và tính

chất hao mòn có thể phân loại mòn nh- sau:

*Mòn cơ giới:

- Mòn do hạt mài, do những hạt bé và cứng nằm giữa hai bề mặt tiếp xúc

gây nên, kết quả tạo ra những vết x-ớc vẹt sâu xuống Nguồn hạt mài

có thể từ ngoài lọt vào nh- bụi, cát theo không khí hoặc dầu bôi trơn

vào, cũng có thể tồn tại ngay trên bề mặt chi tiết do chất l-ợng gia công

chi tiết C-ờng độ mòn phụ thuộc vào vật liệu chế tạo, độ cứng, kích

th-ớc hạt mài, tốc độ tr-ợt, áp lực trên bề mặt tiếp xúc

- Mòn do biến dàn dẻo: do tác dụng của tải trọng lớn lên các bề mặt chi

tiêt làm thay đổi hình dáng và kích th-ớc của chúng, nh-ng trọng l-ợng

của chúng không thay đổi

- Mòn do phá hoại dòn: do ma sát lớp kim loại bề mặt của chi tiết tiếp

xúc bị trai cứng và dòn đến giới hạn nào đó mà bị bong ra và đó là lớp

kim loại kém dòn hơn Lớp kim loạị này lại tiếp tục bị trai cứng và dòn

lại bong tróc … quá trình cứ tiếp diễn

- Mòn do mỗi chi tiết chịu ứng suất cao, tác động có chu kì, trên mặt chi

tiết xuất hiện vết nứt Dạng mòn này th-ờng gặp trên bề mặt bánh răng

truyền lực chính

* Mòn phân tử cơ giới:

Nó phát sinh do sự bám dính của các phân tử kim loại ở một số chỗ cục

bộ trên bề mặt ma sát của chi tiết, sau đo chỗ bám dính lại bị phá hoại vì

tác dụng cơ giới ở những nơi có phụ tải lớn, màng đâu bị phá hoại, tốc độ

tr-ợt lớn, nhiệt độ cao, dầu bị bốc hơi, kim loại bị dính vào nhau sau đó lại

bị rời ra, kết quả là một bề mặt sinh ra lồi, một mặt chi tiết kia bị lõm

Thực chất là di chuyển kim loại từ chi tiết này sang chi tiết kia, quá trình

cứ lặp đi lặp lại Loại mòn này th-ờng thấy ở các bề mặt chịu phụ tải lớn,

các bề mặt bạc, trục

* Mòn hoá học-cơ giới

Do ăn mòn hoá học và cơ giới tác dụng các chi tiết làm việc trong điều

kiện môi tr-ờng có tồn tại các chất ăn mòn nh- xút, axit, không khí ẩm -ớt

Khi có tác dụng ma sát cơ giới những lớp hợp chất hoá học này dễ dàng bị

phá hoại đi,sau đó lại sinh ra lớp màng ô xít khác và quá trình ăn mòn hoá

học-cơ giới cứ tiếp diễn Trong động cơ loại mòn này phổ biến và nghiêm

trọng vì quá trình làm việc của sản phẩm cháy th-ờng có: CO, CO2, SO3,

NO2 … dễ dàng hợp với hơi n-ớc tạo thành a xít t-ơng ứng, tạo thành các

chất ăn mòn hoá học

1.2 Mài mòn trong động cơ

1.2.1 Quy luật mài mòn của hai chi tiết tiếp xúc

Phần lớn các cặp chi tiết tiếp xúc chịu nhiều hình thức mòn khác nhau

dẫn tới hao mòn bề mặt tiếp xúc, làm cho khe hở giữa cặp chi tiết đó dần dần

rộng ra, nó phụ thuộc vào các nhân tố gia công và sử dụng Qua thí nghiệm ta

thấy quy luật làm tăng khe hở giữa hai chi tiết tiếp xúc có mối quan hệ phụ

thuộc vào thời gian làm việc của chúng Nói chung trong điều kiện bình

th-ờng chi tiết mòn theo quy luật mòn nhất định

Hình I-2 quy luật hao mòn tự nhiên của cặp chi tiết tiếp xúc

Quãng đ-ờng (Km)

Thời gian sử dụng (h)

Dựa vào đồ thị trên đ-ờng cong biểu thị mài mòn có c-ờng độ ổn định

với 3 giai đoạn: Sd (khe hở ban đầu) là khe hở tiêu chuẩn của mối ghép sau

khi sản xuất, lắp ráp

- Giai đoạn chạy rà Lo đặc tr-ng cho sự mòn chi tiết trong thời kì chạy rà

Trong thời kì này các vết nhấp nhô trên bề mặt chi tiết đ-ợc triệt tiêu

một cách nhanh chóng, lúc này xảy ra quá trình mòn với c-ờng độ cao

để tạo nên các bề mặt làm việc bình th-ờng với các thông số chuẩn xác

C-ờng độ mòn trong thời kì này phụ thuộc vào chất l-ợng gia công bề

mặt chi tiết, vật liệu chế tạo chi tiết, độ cứng chi tiết, chất l-ợng vật liệu

và chế độ bôi trơn, chế độ chạy rà

- Giai đoạn làm việc bình th-ờng L1 Đây là thời kì làm việc bình th-ờng

của chi tiết tiếp xúc sau khi chạy rà khe hở tiếp xúc đạt S1, c-ờng độ

mài mòn ổn định, quan hệ giữa l-ợng mòn và thời gian làm việc của chi

tiết gần nh- tuyến tính, tốc độ mòn tgα gần nh- không đổi là khu vực

mòn cho phép

- Giai đoạn mòn phá L2 Khi các chi tiết bị mòn khe hở lắp ghép có giá

trị S2 lớn, cặp chi tiết làm việc không bình th-ờng, chế độ bôi trơn kém,

có tải trọng va đập Đặc tr-ng cho thời kì này là tăng tốc độ đột ngột

c-ờng độ mòn giữa các bề mặt chi tiết Khe hở S2 là trị số khe hở giới

hạn của cặp chi tiết, khi này chi tiết không làm việc lâu dài đ-ợc vì dễ

dẫn đến gây vỡ chi tiết

Từ đồ thị ta thấy thời gian hành trình làm việc (tuổi bền sử dụng) của cặp chi

tiết tiếp xúc vẫn đ-ợc tính theo công thức

Để kéo dài tuổi bền sử dụng L bằng nhiều biện pháp nhe giảm c-ờng độ mòn,

giảm khe hở sau khi chạy rà …

1.2.2 Đặc tính mòn các chi tiết chính của động cơ

Trong quá trình vận hành, mòn tất cả các chi tiết làm việc của động cơ

là quá trình tất nhiên và không thể tránh khỏi Mối quan tâm chủ yếu là mòn

của các chi tiết, ảnh h-ởng quyết định tới tuổi thọ của động cơ Tr-ớc hết đó

là trục khuỷu và xi lanh, các chi tiết mà mòn của chúng làm ảnh h-ởng mạnh

đết các chỉ số vận hành của động cơ, còn thay thế chúng là việc làm nặng

nhọc (bạc lót trục khuỷu, blốc xi lanh, pittông và vòng găng) Mòn của các chi

tiết cơ cấu phân phối khí có thể gây hậu quả xấu đáng kể đối với vận hành

động cơ Mòn của các cơ cấu treo có thể làm động cơ không làm việc đ-ợc

nữa Các nhà nghiên cứu về hao mòn động cơ cho rằng nhóm chi tiết chính

quyết định tuổi thọ, chất l-ợng làm việc động cơ điezen là trục khuỷu, xi lanh

còn đ-ợc coi là căn cứ chính để quyết định cấp sửa chữa đại tu hay trung tu

động cơ Để tiến hành sửa chữa đúng thời hạn các chi tiết rời hoặc cụm chi tiết,

cần phải dự báo đ-ợc độ mòn của chúng theo thời gian làm việc của động cơ

Trong tr-ờng hợp đó khi biết các trị số mòn giới hạn có thể sơ bộ xác định

đ-ợc thời gian làm việc của các chi tiết với bất kì quãng đ-ờng đã chạy nào

Để đánh giá sự hao mòn của chi tiết trong động cơ, ng-ời ta dùng các ph-ơng

pháp đo trực tiếp hoặc đo gián tiếp

Đo trực tiếp: chi tiết kiểm tra đ-ợc tháo rời khỏi cụm và làm sạch để đo

hoặc cân Dùng dụng cụ vị trắc (th-ớc cặp, pan me, đồng hồ so) Ph-ơng pháp

này xác định nhanh chóng sự thay đổi hình dạng và kích th-ớc của chi tiết

nh-ng tốn nhiều công sức Độ chính xác đ-ợc phụ thuộc vào độ chính xác của

dụng cụ, không đo đ-ợc giá trị giữa các kỳ tháo cụm Để đo l-ợng mòn của

chi tiết nhỏ nh- vòng găng, bạc trục … ta dùng ph-ơng pháp cân Ph-ơng

pháp này nhanh chóng xác định đợc l-ờng mòn nh-ng không xác định đ-ợc

hình dạng mòn ( và độ chính xác chỉ đạt đến 0,01 mg ) Ph-ơng pháp chuẩn

nhân tạo dùng dao khắc dấu bán nguyệt hay chóp vuông lên mặt chi tiết , sau

một thời gian làm việc chi tiết bị mòn ta đo các thông số chiều dài, chiều sâu

của rãnh còn lại so với các giá trị chiều dài , chiều sâu ban đầu se đánh giá

đ-ợc mòn Ph-ơng pháp này tuy chính xác nh-ng ít đ-ợc áp dụng vì khi ép

dấu sẽ có gờ của dấu và với các chi tiết biến dạng nhiều không dùng đ-ợc

Đo gián tiếp: Không cần tháo chi tiết ra khỏi cụm để kiểm tra Phân tích

hàm l-ợng kim loại trong dầu.Các kim loại trên bề mặt chi tiết bị mòn đ-ợc

dầu bôi trơn tuần hoàn và đ-a về hộp đựng dầu ( cácte dầu ) Phân tích các

hàm l-ợng kim loại có trong dầu sẽ biết l-ợng mòn của các chi tiết khac nhau

trong động cơ Tuy nhiên ph-ơng pháp này không biết hình dạng mài mòn của

các chi tiết ( quy luật mòn của các chi tiết ) Ph-ơng pháp đo phóng xạ

Ng-ời ta cấy chất động vị phóng xạ vào các chi tiết cần nghiên cứu Khi phân

tích mạt kim loại chứa trong dầu băng máy đo c-ờng đọ phóng xạ sẽ biết đ-ợc

c-ờng độ mòn của chi tiết Ph-ơng pháp này không cần tháo các chi tiết , tìm

đ-ợc c-ờng độ mòn , xác định đ-ợc l-ợng hao mòn t-ng chi tiết có độ chính

xác cao Những năm gần đây ng-ời ta đã đề xuất hàng loạt các biện pháp

thống kê Sự phụ thuộc độ mòn (àm) của các chi tiết hoặc mối tiếp xúc vào

A1, A2, A3 t-ơng ứng là các hệ số độ bền đối với giai đoạn mài rà , làm

việc bình th-ơng và làm việc khi có khí cháy chui xuống cácte

ζ – thời gian vận hành khi sự tăng lọt khí xuống cacte là đáng kể

Xác định độ mòn gối đỡ trục khuỷu , bạc lót đầu trên tay biên – chốt piston ,

vòng găng , rãnh piston

IPh = Io.PbT

Đối với sự tiếp xúc xi lanh – vòng găng piston

IXP = Io + at + ab* t2/2 Trong đó Io :độ mòn trong giai đoạn chạy mài rà

a, b là các hệ số đ-ợc xác định bằng thực nghiệm

Từ các công thức nêu trên , rõ ràng là để sử dụng chúng cần phải biết các hệ

số t-ơng ứng đ-ợc xác định bằng các ph-ơng pháp thống kê sự phụ thuộc thực

tế của độ mòn chi tiết và mối tiếp xúc vào thời gian làm việc của động cơ -

nh-ng những sự phụ thuộc đó lại đ-ợc xác định bởi kết cấu động cơ các chi

tiết của nó và điều kiện vận hành Tất cả điều đó gây khó khăn cho việc sử

dụng trong thực tế các ph-ơng pháp dự đoán độ mòn Nh- đã biết , c-ờng độ

mòn của các chi tiết bị ảnh h-ởng đáng kể bởi mức độ bụi trong không khí và

hiệu quả của bộ lọc , chế độ nhiệt , chế độ tải trọng và chế độ tốc độ làm việc

của động cơ vv Ví dụ c-ờng độ mòn cặp tiếp xúc giữa xi lanh – vòng

găng khí cac nhất bị ảnh h-ởng đáng kể của lớp crom phủ vòng găng và độ

dày của nó Khi đã mòn hoàn toàn lớp phủ crom , mòn tăng nhanh

1.2.3 Quy luật mài mòn trong điều kiện sử dụng thực tế:

Tuy rằng quy luật mài mòn các chi tiết cơ bản của động cơ đã đ-ợc

nghiên cứu cặn kẽ ở các n-ớc phát triển nh-ng trong điều kiện sử dụng ở n-ớc

ta các yếu tố có ảnh h-ởng đến quy luật mòn nh- địa hình , khí hậu , nguồn

nguyên vật liệu nhiên liệu dầu mỡ , phụ tùng thay thế , trình độ công nhân vận

hành và bảo d-ỡng sửa chữa vv… dựa chủ yếu vào quy luật mòn của n-ớc

ngoài không hoàn toàn phù hợp với n-ớc ta mà phải điều chỉnh cho phù hợp

với đặc thù ở Việt Nam Do đó quy luật mòn của các chi tiết máy đ-ợc đặc

biệt chú y nghiên cứu

Đặc tính biến đổi đại l-ợng mòn và c-ờng độ mòn các chi tiết phần lớn

các máy móc , trong đó có động cơ phụ thuộc vào ma sát có quy luật chung

Có thể chia rõ ràng thành 3 giai đoạn:

Giai đoạn 1 – chạy rà ; Giai đoạn 2 – Làm việc ; Giai đoạn 3 – Mòn khốc

liệt

Giai đoạn thứ nhất là giai đoạn chạy rà các cặp ma sát gồm sự thay đổi

dạng hình học tế vi ban đầu chi tiết đã có sẵn khi gia công Do sự tiếp xúc của

các phần lồi của 1 bề mặt với các phần lồi của bề mặt kia sảy ra sự ép của

chúng và phá huỷ một phần , tức là trong giai đoạn này là mòn cơ - phần tử

mà mà với các điều kiện không thuận lợi có thể xảy ra x-ớc Khi đó c-ờng độ

mòn của các chi tiết sẽ lớn hơn rất nhiều lần c-ờng độ mong của các bề mặt

làm việc Qua phân tích các thành phần hạt mài trong dầu bôi trơn trong quá

trình chạy rà Trong 20- 30 phút làm việc đầu tiên mật độ của các thành phần

tăng mạnh Đối với một số thành phần ( Sắt , phốt pho ) mật độ tăng c-ờng

lên đến 10-20 lần Khi động cơ tiếp tục làm việc mật độ giảm dần xuống làm

giảm c-ờng độ mòn các chi tiết sau 25 đến 30 giờ chạy rà , nồng độ thành

phần trong dầu bôi trơn ổn định lại , chính là trị số kết thúc giai đoạn chạy rà

Dù cho giai đoạn chạy rà là ngắn , nh-ng có y nghĩa quan trọng vì khi động cơ

làm việc tiếp xúc sẽ không gây h- hỏng các bề mặt ma sát Trong giai đoạn

chạy mài rà thì độ nhấp nhô bề mặt là đại l-ợng quyết định không phụ thuộc

vào độ nhấp nhô ban đầu Vì vậy , độ nhấp nhô ban đàu cũng gần độ nhấp nhô

tối -u thì bề mặt ma sát cũng đ-ợc chuẩn bị tốt để tiếp nhận tải trọng, thời

gian cần thiết cho mài rà càng nhỏ

Giai đoạn thứ hai là các chi tiết làm việc trong giai đoạn vận

hành Th-ờng cho rằng, trong giai đoạn này độ mòn tỉ lệ thuận với giờ máy

nổ Tức là tốc độ mòn không đổi nh-ng giả thiết đó chỉ chấp nhận đ-ơc với

xấp xỉ ban đầu chỉ là sơ bộ C-ờng độ mòn thực tế phụ thuộc vào các điều

kiện vận hành trong từng giai đoạn riêng có thể khác với đại l-ợng trung bình

một số lần

Giai đoạn thứ ba , độ mòn của các chi tiết đạt tới trị số giới hạn Khi

chế độ làm việc bình th-ờng của động cơ bị phá huỷ, còn c-ờng độ mòn bị

tăng đột biến việc tiếo tục vận hành động cơ trở nên không có lợi vì các chỉ số

kinh tế kỹ thuật giảm xuống và có thể xuất hiện h- hỏng nặng Không phải

lúc nào chuyển từ giai đoạn thứ hai sang giai đoạn thứ ba cũng thể hiện một

cách rõ ràng Đôi khi quá trình đó kéo dài do tính chống mòn khác nhau của

các mối tiếp xúc chủ yếu; khi đó có thể có các tr-ờng hợp các thông số động cơ

bị giảm đi đáng kể do nhũng trục trặc của cơ cấu phối khí hoặc thiết bị nhiên

liệu , mặc dù độ mòn của các mối tiếp xúc chính ch-a đạt đến trị số giới hạn và

động cơ ch-a cần phải đại tu

1.2.4 Hao mòn nhóm xilanh, pittông, trục khuỷu

1 Hao mòn xilanh

Trong toàn bộ hành trình của pittông ta thấy các vị trí trên thành xi lanh

làm việc d-ới điều kiện ma sát không giống nhau Đặc điểm này dẫn đến hao

mòn xi lanh không giống nhau Tất cả các nhà nghiên cứu đều khẳng định

rằng xi lanh chịu ma sát mòn do bột mài từ không khí và trong dầu nhờn Các

nàh khoa học đã khẳng định rằng trong một số tr-ờng hợp xilanh động cơ

mòn răng 2 đến 3 lần trong điều kiện bụi lớn hơn 0,12g/m3 Phân tích thành

phần hoá học hạt mài trong dầu kuregan thấy rằng số lớn là hạt mạt kim loại,

còn thạch anh và chì chiếm tỷ lệ rất nhỏ Kích th-ớc hạt mà trong dầu biến

dạng trong một giới hạn rộng phụ thuộc vào tình trạng kỹ thuật, chất l-ợng

công tác bảo d-ỡng, chế độ tải và tốc độ của động cơ Chỉ bằng cách lọc tốt

dầu bôi trơn để hạn chế bột mài vung lên thành xilanh, ng-ời ta đã giảm đ-ợc

hao mòn tới 1,5 đến 2 lần Velichkin cho rằng khi tăng nhiệt độ thành xilanh

quá giới hạn nhất định sẽ chuyển từ mòn điện hoá sang mòn hoá học Nhờ

nắm đ-ợc cơ chế mòn điện hoá ở xilanh ng-ời ta chế tạo ống lót xilanh có tính

chống ăn mòn cơ hoá, cải tiến hệ thống làm mát để hạn chế hiện t-ợng hơi

n-ớc ng-ng tụ trên thành xilanh và tăng độ bền xilanh lên từ 2 đến 3 lần

Khrutsov cho rằng xilanh chịu 3 dạng mòn: bột mài, điện hoá và dính Trong

điều kiện bình th-ờng bao mòn do dính không đáng kể, chỉ khi rà không tốt

hoặc do quá tải mới xảy ra hiện t-ợng này Một số tác giả còn cho rằng xilanh

chịu hao mòn do mài, do ảnh h-ởng biến dạng khi lắp ráp, ảnh h-ởng của biến

dạng nhiệt, của tải thay đổi Xilanh bị mòn hình côn theo h-ớng trục, phần

trên mòn nhiều hơn (hình 1-4) biểu thị mòn hình côn của xilanh có chiều dài

khoảng 180mm từ ĐCT đến ĐCD

Hình I 4 Đặc điểm mòn h-ớng trục xi lanh và mòn theo đ-ờng kính

Trên hình vẽ ta thấy trị số mòn lớn nhất của xilanh cách ĐCT khoảng 8

đến 10% hành trình của pittông còn trên đó là khu vực gần nh- không có hao

mòn Nguyên nhân gây mòn hình côn là do áp lực của vòng găng đè lên thành

xilanh ở các vị trí không giống nhau Trong đó vòng găng thứ nhất chiếm 76%,

thứ hai là 20%, thứ ba chỉ còn 7% Nhiệt độ của các vị trí trên mặt xilanh khác

nhau Ví dụ đối với động cơ làm mát bằng n-ớc nhệit độ ở ĐCT khoảng 180

đến 250oC còn ở ĐCD khoảng 100oC Khi nhiệt độ cao ảnh h-ởng đến nhiệt

độ nhớt và tính nhờn của dầu bôi trơn, việc tạo thành màng dầu bôi trơn lên

phía trên rất khó; ngoài ra nó có thể đốt cháy màng dầu phía trên nên làm cho

xilanh ở phía trên mòn nhiều hơn

Do tính ăn mòn của sản phẩm cháy kết hợp với hơi n-ớc tạo thành của

axit ăn mòn trực tiếp trên thành xilanh Xilanh còn bị ăn mòn theo hình ôvan

theo chiều đ-ờng kính Do tác dụng xối dội của luồng hơi hỗn hợp cháy ở phía

đối diện với supáp nạp làm loãng dầu bôi trơn hoặc rửa sạch dầu bôi trơn,

đồng thời hạ thấp nhiệt độ của thành xilanh và do ăn mòn hoá học nên gay

mòn nhiều Do điều kiện làm mát của xilanh không đều, phía nào có nhiệt độ

thấp nhiên liệu khó hoá hơi đọng thành giọt làm loãng dầu hơn phần đó bị

mòn nhiều nhất Trong cùng một động cơ, đặc điểm hao mòn của xilanh căn

bản giống nhau nh-ng trị số tuyệt đối về hao mòn của chúng không giống

nhau Những xilanh đầu và cuối vì lạnh hơn nên mòn nhiều hơn Tuy vậy

ngoài những nguyên nhân trên còn có những nguyên nhân ngẫu nhiên gây nên

hao mòn xilanh Ví dụ trong hỗn hợp cháy có nhiều cặn bẩn, hạt mài thì mòn

do hạt mài có tác động chính trong quá trình mòn và nơi mòn nhiều nhất sẽ là

nơi có tốc độ di tr-ợt lớn nhất của pittông

Biện pháp chống hao mòn xilanh Lắp thêm một đoạn ống lót phụ có độ chống

mòn cao là hợp kim crôm, niken ở phía trên Làm nh- vậy có thể tăng tuổi thọ

của xilanh lên 1,5 lần Hạ thấp tỷ số S/D (S: hành trình pittông; D đ-ờng kính

xilanh) mục đích làm giảm tốc độ tr-ợt trung bình của pittông Xu h-ớng

chung để cải tiến động cơ là giảm tỷ số S/D ở các động cơ hiện đại có S/D < 1

2 Hao mòn của vòng găng :

Vòng găng và xi lanh phải làm việc trong điều kiện khắc nghiệt Trong

mỗi tuần hoàn làm việc tốc độ di trựơt từ ĐCT của piston trên thành xi lanh

bằng “ 0” đến cực đại bằng (20-30) mm/s rồi đến ĐCD lại bằng 0

Đ-ờng 1 hình 1-5

hình I.5 quan hệ giữa tốc độ piston-áp lực vòng găng , nhiệt độ

áp lực vòng găng trên thành xi lanh thay đổi theo hành trình làm việc

( đ-ờng 2 trên hình 1-5 )

Nhiệt độ làm việc cao và phạm vi thay đổi nhiệt độ lớn Do quá trình

cháy của hỗn hợp ( đ-ờng 3 trên hình 1-5 )

Làm việc trong môi tr-ờng có những chất có tính ăn mòn lớn Màng dầu bôi

trơn luôn bị hỗn hợp cháy làm loãng vào trong dầu, hỗn hợp cháy có lần hạt

mài, khi mới khởi động bôi trơn kém, các mối quan hệ trên và điều kiện làm

việc là những nhân tố ảnh h-ởng , tác dụng đồng thời đến hao mòn của vòng

găng Tuổi bền của vòng găng đ-ợc đánh giá việc duy trì lực bung và khe hở

miệng Vòng găng th-ờng bị hao mòn về kích th-ớc và hình dáng Hao mòn

theo chiều đ-ờng kính ( chiều dày ), hao mòn theo chiều cao; giảm lực bung ,

tăng khe hở miệng Trong đó mòn theo chiều đ-ờng kính là quyết định nhất

Theo thứ tự vòng găng số 1 mòn nhiều nhất, vòng găng dầu cũng có độ mòn

t-ơng tự vì lí do :

Vòng găng số 1 làm việc ở điều kiện nhiệt độ cao, bôi trơn kém, chịu áp lực

khí cháy lớn tới 76% toàn bộ nên mòn nhiều

Vòng găng đầu có rãnh dầu nên tiết diện tiếp xúc bé áp lực trên đơn bị diện

tích lớn, đồng thời nó chịu trực tiếp tác dụng của hạt mài trong dầu bôi

trơn nên mòn nhiều

Biện pháp nâng cao độ bền sử dụng cho vòng găng

Mạ co giãn xốp cho vòng găng thứ nhất và vòng găng dầu (sẽ chống ăn

mòn tốt đồng thời tích trữ dầu bôi trơn trên bề mặt vòng găng) Dùng loại

vòng găng không đăng áp, giảm chiều cao, tăng chiều dày Sử dụng vòng găng

tổng hợp bằng thép để nâng cao lực bung (không sử dụng cho vòng găng số

một vì nhiệt độ cao)

3 Hao mòn của piston

Trong quá trình làm việc của động cơ, piston chịu tải trọng cơ học và tải

trọng nhiệt rất lớn ảnh h-ởng xấu đến độ bền, tuổi thọ piston Trong quá trình

làm việc bề mặt thân piston làm việc ở trạng thái ma sát nửa khô do thiếu dầu

bôi trơn Hơn nữa piston bị biến dạng trong quá trình làm việc nên ma sát

càng lớn Ngoài ra piston luôn tiếp xúc với khí cháy nên bị ăn mòn hoá học

bởi các thành phần axit sinh ra trong quá trình cháy

4.Hao mòn trục khuỷu – bạc lót

Gối đỡ trục khuỷu làm việc trong chế độ bôi trơn thuỷ động, mà bề mặt

bạc lót tách khỏi bề mặt cổ trục khuỷu bằng lớp dầu bôi trơn Trong điều kiện

đó, độ mòn của các bề mặt tiếp xúc phải là tối thiểu Nh-ng trong vận hành ở

chế độ khởi động nguội hoặc khởi động cơ sau một thời gian dài không làm

việc mà lại không đủ dầu bôi trơn, thì sẽ xuất hiện ma sát khô hoặc ma sát nửa

khô làm mòn đáng kể gối đỡ Một số nhà khoa học nh- Day ton khẳng định

ngay trong điều kiện ma sát -ớt đ-ợc hoàn thiện đảm bảo, trục không tiếp xúc

với bạc mà vẫn xảy ra hao mòn do tác động của hạt trong dòng chảy, do hiện

t-ợng biến dạng lớp vi bề mặt d-ới áp suất cục bộ, do chênh lệch điện thế giữa

trục và bạc, do cả hiện t-ợng hao mòn xâm thực Tuy vậy các nhà nghiên

cứu đều cho rằng trục khuỷu bị hao mòn chủ yếu khi điều kiện ma sát -ớt bị

phá hoại, lúc khởi động động cơ, khi tải thay đổi bất th-ờng, khi dầu không đủ

độ nhớt, đủ số l-ợng và áp suất quy định, khi khe hở bạc trục quá mức cho

phép hoặc khi sai lệch hình dáng trục và bạc quá lớn gây ra quá tải cục bộ

Các cổ trục có đặc điểm mòn không đều, mòn hình côn theo chiều dọc trục,

mòn hình ôvan theo chiều h-ớng kính, khoảng giữa trục mòn nhiều hơn cổ

trục chính vì nó trực tiếp chịu lực khí thể rất lớn, điều kiện bôi trơn kém hơn,

tốc độ tr-ợt lại cao hơn Thông th-ờng sự chênh lệch này khoảng (10 

20%) mòn ôvan là do một chu kỳ tuần hoàn hầu nh- cổ trục chỉ tiếp xúc một

phía Mòn hình côn do đặc điểm kết cấu thanh truyền lệch về một phía nên áp

suất phân bố trên cổ trục chỉ tiếp xúc một phía Mòn hình côn do đặc điểm

kết cấu thanh truyền lệch về một phiá nên áp suất phân bố trên trục không đều

nhau ở phía có áp suất lớn gây mòn nhiều Do vị trí của đ-ờng dẫn dầu bôi

trơn từ cổ trục khuỷu lên cổ trốt khuỷu có chứa hạt mài văng ra theo lực li

tâm phun theo lỗ phun sẽ có một phía dầu sạch, một phía dầu bẩn nên có mòn

nhiều hơn

Để nâng cao tuổi bền của trục khuỷu trong kết cấu hiện nay có gia công

thêm các lỗ lọc dầu li tâm để giữ lại hạt mạt

1.2.5 ảnh h-ởng của hao mòn đến hoạt động của động cơ

Trong tất cả các nghiên cứu tr-ớc đây, các nhà khoa học đều cho rằng

hao mòn là nguyên nhân chính làm giảm độ tin cậy, chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

của động cơ Trên cơ sở nghiên cứu về hao mòn và ảnh h-ởng của nó đã đề ra

cac chỉ tiêu khác nhau để làm căn cứ đánh giá trạng thái giới hạn của động cơ

Vôlôskin đ-a ra 5 tiêu chuẩn xác định trạng thái giới hạn

- Tính năng phục vụ: Vì hao mòn, tính năng máy thay đổi, không đảm

bảo công suất, suất tiêu hao nhiên liệu, tiêu hao dầu mỡ, điều kiện an

toàn cho ng-ời vận hành.v.v

- Tốc độ hao mòn: Vì mòn quá giới hạn nào đó tốc độ mòn sẽ tăng cao

quá mức cho phép cho chính chi tiết và cả chi tiết liên quan tới nó

- Độ bền chắc: Vì mòn, kích th-ớc giảm, tăng biến dạng, tăng dao động

dễ đ-a đến phá hủy chi tiết

- Giá thành sửa chữa: Sử dụng giới hạn máy th-ờng xuyên hỏng và hỏng

nặng làm tổng chi phí sửa chữa quá lớn

- Thời hạn phục vụ: Hao mòn làm độ tin cậy thấp, thời gian phục vụ ngắn,

thời hạn này đ-ợc gọi là thời hạn phục vụ tối -u

1.2.6 ảnh h-ởng của hao mòn nhóm xylanh, trục khuỷu:

Với mỗi chi tiết động cơ có một khoảng thời hạn phục vụ tối -u để đảm

bảo tính kinh tế, kỹ thuật của động cơ, thời hạn này phụ thuộc vào các tiêu

chuẩn tuỳ thuộc vào từng cặp chi tiết Chẳng hạn nhóm chi tiết xilanh- piston,

tiêu chuẩn kinh tế nh- tiêu hao dầu nhờn, nhiên liệu là yếu tố chủ yếu quyết

định thời hạn phục vụ, không những thế nhóm chi tiết này còn bị giới hạn bởi

tiêu chuẩn kỹ thuật nh-: Khả năng dễ khởi động, hiện t-ợng lọt khí xuống các

te cũng t-ơng tự nh- vậy nhóm trục khuỷu bị hạn chế bởi tiêu chuẩn độ bền

chắc, an toàn khi sử dụng, khả năng xảy ra sự cố do cháy bó không những

thế nhóm này còn bị hạn chế cả bởi tiêu chuẩn kinh tế nh- tiêu hao dầu nhờn

quá lớn do dầu vung lên thành xy lanh quá nhiều, xéc măng không gạt kịp trả

về các te động cơ

Trong vài chục năm gần đây với sự phát triển mạnh mẽ của ngành kỹ thuật

về chuẩn đoán động cơ đã thúc đẩy việc nghiên cứu toàn diện và chi tiết ảnh

h-ởng của hao mòn đến hoạt động của động cơ Việc phát hiện chính xác và

kịp thời hao mòn của nhóm chi tiết đã làm giảm đáng kể chi phí sửa chữa và

bảo d-ỡng động cơ Tuy nhiên do tính chất phức tạp của các quá trình thủy

khí động lực Do vậy các kết quả tính toán mới chỉ mang tính chất đ-ợc

tính và định h-ớng cho nghiên cứu bằng thực nghiệm Thực tế cho tới nay việc

nghiên cứu ảnh h-ởng của hao mòn đến hoạt động của động cơ vẫn dùng biện

pháp thực nghiệm là chủ yếu Tùy thuộc vào điều kiện sử dụng với một số

trang bị động lực cỡ lớn nh- trên sông, biển độ mòn cho phép xi lanh và trục

khuỷu trong điều kiện sử dụng còn bị giới hạn bởi hiện t-ợng có thể gây quá

nhiệt các bề mặt làm việc, tạo nên việc phát sinh ra tích tụ hơi dầu bôi trơn

trong các te quá mức cho phép đã gây đến hiện t-ợng mổ các te gây cháy

1.3 Dầu nhờn dùng trong động cơ và các chất phụ gia trong dầu

1.3.1 Dầu nhờn dùng trong động cơ đốt trong

Dầu nhờn dùng trong động cơ là nhóm dầu quan trọng nhất trong các

loại dầu bôi trơn Tính trung bình chúng chiếm khoảng 40% tổng các loại dầu

bôi trơn sản xuất trên Thế giới, ở n-ớc ta hiện nay dầu động cơ chiếm khoảng

70% l-ợng dầu bôi trơn Tại các n-ớc phát triển khác tình hình cũng t-ơng tự

Dầu nhờn làm việc trong động cơ có đặc điểm chung Do kỹ thuật phát triển

nên điều kiện làm việc của dầu bôi trơn ngày càng đa dạng và do vậy những

chức năng mà chúng phải đảm nhiệm cũng tăng lên Những chức năng chính

của dầu bôi trơn gồm:

- Giảm lực ma sát

- Giảm hao mòn

- Làm mát chi tiết máy

- Bảo vệ chi tiết khỏi bị han gỉ

- Bảo đảm tính kín khít của bộ phận ma sát

- Liên tục làm sạch chi tiết

Ngoài ra dầu còn phải thỏa mãn một số yêu cầu khác:

Bảo toàn khả năng làm việc trong một khoảng nhiệt độ, áp suất và tốc

độ tr-ợt rộng Dễ điền đầy các hõm và mấp mô tế vi trên bề mặt Tạo sức tr-ợt

lớn theo ph-ơng vuông góc với bề mặt ma sát và nhỏ nhất theo ph-ơng tiếp

tuyến Không gây nổ và cháy, không gây ảnh h-ởng có hại đến vật liệu chi tiết

(kể cả đối với vật liệu phi kim loại) Đảm bảo bôi trơn với l-ợng dầu ít nhất,

không tạo các cặn nguy hiểm và có hại, ổn định d-ới tác dụng của bức xạ và

môi tr-ờng xâm thực hoá học Không tạo bọt và tạo nhũ Tất nhiên không một

loại dầu nào trong thiên nhiên có thể thoả mãn đ-ợc tất cả các yêu cầu trên

Do vậy trong từng tr-ờng hợp, tùy theo điều kiện cụ thể cần chọn loại dầu bôi

trơn thích hợp Ngày nay xu h-ớng c-ờng hoá chế độ làm việc trong các động

cơ đã làm tăng nhiệt độ tại các bề mặt làm việc, dẫn đến quá trình ôxy hoá

tạo nhựa dính và cặn diễn ra mạnh mẽ Chất l-ợng dầu nhờn sử dụng trong

các động cơ giảm dần do các yếu tố: Nhiệt độ làm việc của các cụm chi tiết,

nhiên liệu sử dụng, điều kiện môi tr-ờng động cơ làm việc Nhiệt độ làm việc

trong buồng đốt của động cơ có thể tiến tới 2000oc hoặc lớn hơn, đồng thời có

nồng độ ôxy đậm đặc, dầu nhờn bị ôxy hoá mạnh tạo thành các muội than

Nhóm xi lanh – piston – vòng găng nhiệt độ làm việc từ 150  300oc ở điều

kiện nhiệt độ nh- vậy dầu dễ bị ôxy hoá tạo sơn phủ bám chặt trên thành

xilanh, piston , vòng găng gây bó kẹt, cháy vòng găng, piston ở các tổ chức

nơi chứa dầu nhiệt độ khoảng 70  80oc ở nhiệt độ này các quá trình biến chất

dầu nhờn xảy ra chậm hơn, kết quả là dầu nhờn bị ôxy hoá tạo ra các a xit,

nhựa, cặn kết tủa làm cho chất l-ợng dầu nhờn bị giảm dần

Trong khi động cơ làm việc, hỗn hợp cháy không hết, lọt xuống đáy

dầu làm loãng dầu nhờn, các khí cháy lọt xuống đáy dầu làm cho dầu nhanh

bị đen, đồng thời trong khí cháy có khí SO2, SO3, NO2,NO3 lọt xuống đáy dầu

tác dụng với n-ớc lẫn trong dầu tạo nên các axit mạnh gây ăn mòn các chi tiết

máy

Ngoài những đặc điểm chung, dầu bôi trơn cho động cơ xăng và động

cơ điêzen có những đặc điểm riêng

Động cơ xăng: Phụ tải ở các bề mặt làm việc không lớn, hàm l-ợng l-u

huỳnh trong nhiên liệu thấp do đó dầu nhờn ít bị biến chất Mặt khác do động

cơ khởi động nguội, nhiệt độ làm việc th-ờng thấp hơn quy định dẫn đến một

l-ợng n-ớc đáng kể tạo nên sẽ ng-ng tụ lại lọt xuống đáy dầu làm l-ợng n-ớc

trong dầu tăng, tăng quá trình ôxy hoá dầu, tạo nên lớp cặn bùn mềm và rất

nhớt không thể truội khỏi bề mặt bám dính nh-ng có thể dễ dàng lau sạch

Động cơ điêzen: Làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao, áp suất cao,

phụ tải lớn, điều kiện cho cháy nổ gần nh- lý t-ởng Do đó hiện t-ợng ng-ng

tụ hơi n-ớc và lẫn nhiên liệu không phải vấn đề nghiêm trọng Điều quan tâm

nhất đối với động cơ điêzen là hàm l-ợng l-u huỳnh trong nhiên liệu cao Khí

cháy tạo ra SO2, SO3 khi tiếp xúc với n-ớc (một l-ợng nhỏ) tạo ra axit mạnh,

gây ăn mòn các chi tiết máyvà là tác nhân xúc tác làm tăng tốc độ biến chất

của dầu nhờn Mặt khác nhiệt độ buồng đốt cao khả năng tạo muội, sơn dính

cao hơn động cơ xăng làm cho dầu nhờn nhanh bị đen và biến chất vì vậy thời

hạn thay dầu ngắn hơn động cơ xăng

Xuất phát từ đặc điểm nêu trên, để đảm bảo cho động cơ làm việc tốt với độ

tin cậy và hiệu quả cao dầu nhờn dùng cho động cơ phải thỏa mãn các yêu cầu

sau:

Phải có độ nhớt thích hợp, độ nhớt dầu bôi trơn động cơ là một tính chất

quan trọng và cơ bản, nó là một yếu tố tạo thành màng dầu bôi trơn ở điều

kiện bôi trơn thủy động cũng nh- bôi trơn thủy động đàn hồi Ngoài ra độ

nhớt xác định điều kiện của động cơ có thể khởi động dễ dàng ở điều kiện

lạnh, chịu đ-ợc sự sinh nhiệt trong các ổ đỡ, xi lanh, độ nhớt đánh giá khả

năng làm kín của dầu, mức độ tiêu hao và thất thoát độ nhớt là một trong

những chỉ tiêu quan trọng trong việc theo dõi và đánh giá chất l-ợng của dầu

cũng nh- chất l-ợng của thiết bị trong quá trình sử dụng Thực tế khi sử dụng

các ph-ơng tiện tải trọng nặng, tốc độ thấp thì dùng các loại dầu bôi trơn có

độ nhớt cao và ng-ợc lại Độ nhớt của dầu động cơ đặc biệt quan trọng ở

nhiều khía cạnh, nó có ảnh h-ởng đến độ kín khít, tổn hao công ma sát, khả

năng chống mài mòn, tạo cặn Do vậy, trong động cơ chuyển động khứ hồi, độ

nhớt của dầu có tác động chính đến l-ợng tiêu hao nhiên liệu, khả năng tiết

kiệm dầu và hoạt động chung của cả động cơ Khi độ nhớt quá cao sẽ gây ra

sức cản nhớt lớn khi nhiệt độ xung quanh thấp, làm giảm tốc độ trục khuỷu kể

cả khi động cơ đã làm việc Độ nhớt quá thấp sẽ làm chóng mài mòn các chi

tiết và tăng l-ợng tiêu hao dầu Nh- vậy đối với mỗi chi tiết máy đặc biệt là

động cơ điều cơ bản đầu tiên là phải dùng dầu có độ nhớt thích hợp

- Thông th-ờng dầu dùng cho động cơ xăng có độ nhớt động học ở

1000oc từ 6  10 CST Động cơ điêzen c-ờng hoá thấp và trung bình từ

16  20CST Động cơ điêzen c-ờng hoá thấp và trung bình từ 16  20

CST

- Phải có tính ổn định từ hoá tốt đó là khả năng chống lại tác dụng của

ôxy, không khí và các tác nhân khác nhằm bảo toàn thành phần và tính chất

hoá học của dầu nhờn Khi nhiệt độ càng cao tốc độ ôxy hoá diễn ra càng

mạnh (50  29oc) nh-ng khi nhiệt độ v-ơt quá 29oc tốc độ ôxy hoá giảm vì

tốc độ các phản ứng phân huỷ tăng Ngoài ra trong quá trình làm việc, dầu

nhờn còn chịu ảnh h-ởng của các tác nhân khác nh- độ âm không khí, hơi

n-ớc, hoá chất, nhiên liệu, các sản phẩm cháy kết quả làm cho dầu nhờn bị

biến chất Tính ổn định hoá học đ-ợc xác định qua các chỉ tiêu khả năng tạo

sơn dính, tính ổn định ôxy hoá nhiệt của dầu, hàm l-ợng

- Không gây ăn mòn kim loại Bản thân dầu nhờn động cơ ít gây ăn mòn

kim loại song trong quá trình sử dụng tính ăn mòn của dầu tăng lên do dầu bị

ôxy hoá tạo thành các hợp chất có tính ăn mòn Mặt khác trong thành phần

của dầu có chứa các axit hữu cơ, hợp chất chứa l-u huỳnh, phốt pho là tác

nhân gây ăn mòn các chi tiết kim loại Để hạn chế tính ăn mòn ng-ời ta dùng

các phụ gia chống ăn mòn, thuốc pha chống ôxy hoá

Bảng thống kê tính năng lý, hoá của các loại dầu

30

Esso motor oil 1

Energol

SAE-30 Castrol P

Mobil oil special 30 AC-10 SAE-30

Shell Rotella oil

30

Esso motor oil 1

Energol

SAE-30 Castrol P

Mobil oil special 30

Д-11

SAE-30HD

Shell Rotella oil 30HD

Esso motor oil 30HD

Energol 30HD

SAE-Castrol dizel 30

Super Mobil oil

HD

Д C-11 SAE-30 supplem

ent

Shell Rimula oil 30HD

Esso lube oil

30 supplement 1

Energol

SAE-30 supplement 1

Castrol dizel supplement

1

Supplemen

t 1 super motor oil

30

1.3.2 Các chất phụ gia trong dầu nhờn-chức năng phụ gia

Nh- chúng ta đã biết, các loại dầu bôi trơn thành phẩm thông th-ờng để

đảm bảo các chức năng chính và thoả mãn một số yêu cầu thực tế ngoài thành

phần chính là dầu gốc còn một phần không thể thiếu đ-ợc là phụ gia Phụ gia

là những hợp chất hữu cơ, cơ kim và vô cơ, thậm chí là các nguyên tố đ-ợc

thêm vào các chất bôi trơn nh-: dầu mỡ nhờn, chất lỏng chuyên dụng để nâng

cao các tính chất riêng biệt cho sản phẩm

Trong một số tr-ờng hợp, các phụ gia riêng biệt đ-ợc pha thẳng vào dầu

gốc Trong những tr-ờng hợp khác hỗn hợp các loại phụ gia đ-ợc pha trộn

thành phụ gia đóng gói sau đó sẽ đ-ợc đ-a tiếp vào dầu Một số loại phụ gia

nâng cao những phẩm chất đã có sẵn của dầu một số khác tạo cho dầu những

tính chất mới cần thiết Phụ gia chủ yếu đ-ợc sử dụng để đảm nhiệm một chức

năng nhất định, nheng có nhiều loại là phụ gia đa chức năng Ngày nay, thực

tế hầu nh- các chủng loại và chất lỏng bôi trơn đều chứa ít nhất là một phụ gia,

một số loại nh-: dầu động cơ, dầu bánh răng … có chứa nhiều loại phụ gia

khác nhau Rất nhiều loại phụ gia hiện đang đ-ợc sử dụng cho dầu động cơ có

chứa hợp chất kiềm nhằm trung hoà các sản phẩm a xít của quá trình cháy,

l-ợng tiêu tốn các thành phần kiềm này là một chỉ số về tuổi thọ sử dụng của

dầu Chẳng hạn các phụ gia chứa kim loại là tác nhân quan trọng có tính tẩy

rửa bao gồm:

- Sunphonat

- Salisilat

- Photphonat

Phần lớn sunphonat, silisilat và photphonat của can xi hoặc magie sử

dụng nh- chất tẩy rửa chứa kim loại Thông th-ờng những phụ gia này là loại

kiềm cao có khả năng trung hoà a xít tạo thành trong quá trình l-u huỳnh cháy

và tiếp xúc với n-ớc Dạng bảo vệ này đặc biệt quan trọng trong động cơ

điêzen sử dụng nhiên liệu có hàm l-ợng -u huỳnh cao Thực tế các sản phẩm a

xít có thể ng-ng tụ trên xi lanh và xéc măng, piston và cũng xúc tiến quá trình

polime hoá các sản phẩm ứng cháy tạo thành keo và cặn bùn

Chức năng quan trọng của phụ gia

Làm tăng độ bền ô xi hoá (chất ức chế ô xi hoá hoặc phụ gia chống ô xi

hoá), ngăn chặn hiệu ứng xúc tác của kim loại trong quá trình ô xi hoá và ăn

mòn Chất ức chế ăn mòn, chống gỉ, chống sự tạo cặn bám và cặn bùn (phụ

gia tẩy rửa) giữ các tạp chất ở dạng huyền phù, tăng chỉ số độ nhớt (phụ gia

tăng chỉ số độ nhớt), giảm độ đông đặc, chống tạo bọt làm cho dầu có khả

năng bám dính tốt (tác nhân bám dính), tăng khả năng làm kín Giảm lực ma

sát (phụ gia giảm ma sát), làm giảm và ngăn chặn sự mài mòn (phụ gia chống

mài mòn), chống sự kẹt n-ớc của bề mặt kim loại (phụ gia cực áp) Thông

th-ờng, phụ gia tạo khả năng phòng ng-à cần thiết cho dầu khi sử dụng ở

nhiệt độ, áp suất cao, và tốc độ cao Trong khi bản chất chung của phụ gia có

thể nh- nhau với các loại chất bôi trơn khác nhau thì loại phụ gia đặc thù đ-ợc

lựa chọn phụ thuộc vào mục đích sử dụng của dầu bôi trơn và đặc tính của dầu

gốc

Riêng đối với dầu bôi trơn động cơ, l-ợng phụ gia dùng cho dầu này

v-ợt quá 50% tổng l-ợng phụ gia đ-ợc sử dụng trên thế giới Về cơ bản, dầu

bôi trơn động cơ thông th-ờng chứa tới 10 nhóm phụ gia, chúng bao gồm:

- Chất cải thiện chỉ số độ nhớt

- Phụ gia chống mài mòn

- Phụ gia biến tính giảm ma sát

- Chất hạ điểm đông đặc

- Chất ức chế tạo bọt

Cơ chế cụ thể các chất phụ gia trong dầu Từ cơ chế tạo màng sơn keo

là do thành phần của dầu có thêm chất phụ gia t-ơng ứng để ngăn cản xảy ra

quá trình hoá học, hấp thụ và tích tụ Chất phụ gia ngăn cản quá trình tạo

màng sơn keo gọi là phụ gia tẩy rửa chúng tác động theo 3 h-ớng: giữ cho sản

phẩm ô xi hoá ở trạng thái lơ lửng, nghĩa là có tác dụng ổn định do khả năng

chất phụ gia tạo ra trên bề mặt sản phẩm ô xi hoá màng hấp phụ, biến các sản

phẩm không hoà tan trong dầu thành dạng dịch keo nhờ các misen phụ gia,

ngăn cản hấp phụ sản phẩm ô xi hoá lên lớp bề mặt kim loại nóng nhờ tạo ra

các lớp hoạt tính bề mặt-thể hiện hiệu ứng che chắn

Hầu hết các dầu động cơ sử dụng hiện nay đều chứa chất phụ gia tẩy

rửa dạng tro nh- sunfonat CБ-3, MC-A, ankinphenol, БKy, BHИИH-370,

… các chất này có hiệu quả tẩy rửa cao Nh-ng khi dầu bị lẫn vào trong buồng

đốt sẽ tạo thành các phân tử mài rắn mà gốc là sản phẩm ô xi hoá chất phụ gia

có chứa kim loại Ngày nay, ng-ời ta đang tìm kiếm các chất phụ gia không

tro, ví dụ nh- sản phẩm xucxinimit (đipon-45, N3-325, C-5A), các loại này

khác nhau do thông đổi số nhóm amin, độ dài mạch và sự phân nhánh mạch

thẳng xucxinimit không những không tạo ra chất mài rắn mà theo hiệu quả tác

dụng phân tán còn cao hơn hẳn nhiều phụ gia có tro Tuy vậy loại phụ gia

không tron này có tính ổn định kém, ở nhiệt độ trên 2800C bị phân huỷ vì vậy

các nhà khoa học vẫn tìm kiếm các chất phụ gia tẩy rửa không tro ổn định và

hiệu quả cao hơn Tính ổn định hoá học của dầu bôi trơn động cơ có ảnh

h-ởng nhiều đến thời hạn thay dầu Để tăng tính ổn định hoá học của dầu

bằng cách thêm chất phụ gia Một số chất phụ gia có hiệu quả cao là MБ-1,

HГ-2246, ДФ-11, BHИИHП-360 Tính sủi bọt của dầu động cơ có y nghĩa

trong sử dụng Khi dầu tạo thành bọt nó sẽ giảm khả năng làm mát, chống ma

sát và nhất là hạn chế mài mòn của dầu Khả năng sủi bọt của dầu trong động

cơ hiện đại liên quan tốc độ quay của trục khuỷu, l-u l-ợng bơm dầu, và dùng

bầu lọc li tâm hiện nay hầu hết các dầu đều thêm chất phụ gia chống sủi bọt

Các chất phụ gia vừa phải ngăn cản sủi bọt, vừa phải phá vỡ các bọt sinh ra

Bọt là các giọt khí đ-ợc bao bọc bởi màng dầu Chất phụ gia phải làm độ bền

của màng dầu và phá huỷ chúng Hiện nay sử dụng rộng rãi phụ gia chống sủi

bọt gốc polixilocxan ví dụ nh- ПMC-200, các chất polizobutilen và

polimecrilat đ-ợc sử dụng rộng rãi làm chất phụ gia độ nhớt của dầu động cơ

Hiện nay đã có một số chất phụ gia đa chức năng vừa có tính tẩy rửa, vừa là

chất làm đặc, ví dụ ИXП-234 (polizobutilen sunphonat canxi) có tính chất

nhớt-nhiệt tốt và có tính tẩy rửa cao Để hạn chế tác dụng ăn mòn của các sản

phẩm có tính a xít trong dầu phải trung hoà chúng bằng cách thêm chất phụ

gia có tính kiềm cao vào dầu.Ví dụ: sunphonat

Ch-ơng II:

Các ph-ơng án bôi trơn th-ờng dùng trong

Để cung cấp dầu nhiên liệu liên tục đến các bề mặt ma sát của chi tiết

máy chuyển động của động cơ đốt trong Ta có thể lựa chọn những ph-ơng

pháp bôi trơn, kiểu bố trí hệ thống bôi trơn khác nhau Lựa chọn ph-ơng án

bôi trơn nào tuỳ thuộc vào tính năng tốc độ, công suất, mức độ phụ tải trên ô

trục và công dụng của động cơ đốt trong Nói chung khi thiết kế lựa chọn một

trong những ph-ơng án bôi trơn d-ới đây:

2.1 Các nguyên lý bôi trơn thông dụng

2.2.1 Bôi trơn bằng ph-ơng pháp vung té dầu

Ph-ơng án bôi trơn này th-ờng dùng trong động cơ một xilanh kiểu xilanh

nằm ngang có kết cấu rất đơn giản nh- động cơ TG2, W1105 hoặc một

trong vài loại động cơ một xilanh kiểu đứng kết hợp bôi trơn vung té dầu với

bôi trơn bằng cách nhỏ dầu nh- động cơ bécna, slavia kiểu cũ

Sơ đồ nguyên lý bôi trơn giới thiệu trên hình II-1

Hình II-1: Sơ đồ nguyên lý bôi trơn bằng ph-ơng pháp vung té dầu

a) Bôi trơn vung té trong động cơ nằm ngang

b) Bôi trơn vung té trong động cơ đứng

c) Bôi trơn vung té có bơm dầu đơn giản

7 Thanh truyền có thìa hắt dầu

Nguyên lý làm việc cụ thể nh- sau:

Dầu nhờn chứa trong các te (4) đ-ợc thìa múc dầu lắp trên đầu to thanh

truyền (7) múc hắt tung lên Nếu mức dầu trong các te để cách xa thìa múc thì

hệ thống bôi trơn dùng bơm dầu đơn giản để bơm dầu lên máng dầu phụ (6),

sau đó dầu nhờn đ-ợc hất tung lên Mỗi vùng quay của trục khuỷu thìa hắt dầu

múc dầu một lần Các hạt dầu vung té bên trong không gian của các te sẽ rơi

tự do xuống các mặt ma sát của ổ trục Để đảm bảo cho các ổ trục không bị

thiếu dầu, trên các vách ngăn bên trên ổ trục th-ờng có các gân hứng dầu

Ph-ơng án bôi trơn này rất lạc hậu, không đảm bảo đ-ợc l-u l-ợng dầu bôi trơn

của ổ trục nên rất ít khi dùng Nó chỉ tồn tại trong những động cơ kiểu cũ, công

suất nhỏ và tốc độ thấp Tuy nhiên -u điểm của ph-ơng án này là kết cấu của hệ

thống bôi trơn rất đơn giản

2.2.2 Ph-ơng án bôi trơn c-ỡng bức

Ph-ơng án này ng-ời ta gọi c-ỡng bức vì dầu đi bôi trơn là dầu tuần hoàn

có áp suất nhất định do bơm tạo ra Do sự tuần hoàn có áp suất nên hệ thống

bôi trơn đảm bảo các nhiệm vụ đề ra (bôi trơn, làm mát, tẩy rửa, bao kín) Hệ

thống bôi trơn c-ỡng bức bao gồm các bộ phận sau: thùng dầu hoặc các te dầu,

bơm dầu, bầu lọc thô, bầu lọc tinh, két làm mát dầu, đ-ờng dẫn dầu, đồng hồ

áp suất dầu, đồng hồ đo nhiệt độ dầu Tuỳ theo vị trí chứa dầu và đ-a dầu đi

bôi trơn, ng-ời ta chia hệ thống bôi trơn c-ỡng bức ra làm hai loại: loại bôi

trơn c-ỡng bức các te -ớt và bôi trơn c-ỡng bức các te khô Căn cứ vào hình

thứclọc, hệ thống bôi trơn c-ỡng bức lại phân thành 2 loại: Hệ thống bôi trơn

dùng lọc thấm và hệ thống bôi trơn dùng lọc ly tâm (toàn phần và không toàn

phần)

Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn c-ỡng bức các te -ớt dùng lọc

thấm giới thiệu trên hình 2.2

Hình II-2: Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn

a Van an toàn bơm dầu

b Van an toàn bầu lọc thô

c Van khống chế dầu qua két mát

T- Đồng hồ đo nhiệt độ dầu

m- Đồng hồ báo áp suất dầu nhờn

Khi động cơ làm việc dầu nhờn chứa trong các te đ-ợc bơm dầu 2 hút

qua phao hút 1 (vị trí của phao hút bao giờ cũng nằm lập lờ ở mặt thoáng của

dầu nhờn để hút đ-ợc dầu sạch và không có bọt khí) đẩy qua lọc thô 2 ở đây

dầu đ-ợc lọc sạch các tạp chất cơ học có cỡ hạt lớn, sau đó dầu đ-ợc đẩy vào

đ-ờng dầu nhờn chính 6 để chảy tới các ổ trục khuỷu, ổ trục cam Đ-ờng dầu

5 trong trục khuỷu đ-a dầu lên bôi trơn ổ chốt (ổ đầu to thanh truyền) rồi theo

đ-ờng dẫn dầu 8 lên bôi trơn chốt pittông Nếu trên thanh truyền không có

đ-ờng dầu 8 thì đầu nhỏ thanh truyền phải có lỗ hứng dầu Trên đ-ờng dầu

chính còn có các đ-ờng dầu 13 đ-a dầu đi bôi trơn cơ cấu phối khí Một phần

dầu (khoảng 15 đến 20% l-ợng dầu bôi trơn do bơm dầu cung cấp) đi qua lọc

tinh 10 rồi trở về các te Vị trí của lọc tinh 10 có thể để xa lọc thô hoặc để gần

lọc thô nh-ng bao giờ cũng lắp theo mạch rẽ áp suất và nhiệt độ của dầu nhờn

đ-ợc đồng hồ m và T báo Khi nhiệt độ của dầu nhờn lên quá 80oC, do độ nhớt

giảm van điều khiển c sẽ mở để dầu nhơn đi qua két làm mát Khi bầu lọc thô

3 bị tắc, van an toàn b đ-ợc dầu nhờn đẩy mở ra , dầu sẽ không qua lọc thô mà

lên thẳng đ-ờng dầu chính 6 Van an toàn a đảm bảo áp suất của dầu bôi trơn

trên toàn hệ thống có tải số không đổi Ngoài ra, để bôi trơn bề mặt làm việc

của xilanh, pittông ta lợi dụng dầu vung ra khỏi ổ đầu to thanh truyền trong

quá trình làm việc ở một vài loại động cơ, trên đầu to thanh truyền khoan một

lỗ nhỏ để phun dầu về phía trục cam cải thiện điều kiện bôi trơn cho trục cam

và cho xilanh

Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn c-ỡng bức các te khô

Hình II- 3: Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn

c-ỡng bức các te khô

1 Thùng chứa dầu 5 Bơm dầu từ các te về thùng chứa

Sự khác nhau của hệ thống bôi trơn các te khô so với hệ thống bôi trơn

các te -ớt thể hiện ở chỗ hệ thống bôi trơn các te khô dùng thêm hai bơm dầu

phụ 15 để hút dầu trong các te về thùng chứa 14, sau đó bơm 2 hút dầu từ

thùng chứa đi bôi trơn Do dầu nhờn đ-ợc chứa trong thùng dầu ngoài các te

nên động cơ có thể làm việc ở độ nghiêng lớn mà không sợ thiếu dầu nh- loại

các te -ớt Vì vậy các loại động cơ điêzen dùng trên máy ủi đất, xe tăng, máy

kéo, tàu thuỷ th-ờng hay dùng hệ thống bôi trơn các te khô

Dầu nhờn không luôn luôn chịu nhiệt độ cao do máy làm việc tạo ra,

không luôn luôn tiếp xúc với khí cháy lọt xuống các te nên dầu sẽ lâu hoá

giải Cho phép giảm chiều cao động cơ vì kích th-ớc các te bé

-u điểm lớn nhất của ph-ơng án bôi trơn c-ỡng bức là đảm bảo bôi trơn tốt

các ổ trục do đó giảm đ-ợc mài mòn và tổn thất ma sát, tăng tuổi thọ của động

cơ Tuy kết cấu của hệ thống rất phức tạp

Trên thực tế, đại đa số động cơ dùng kiểu bôi trơn kết hợp giữa bôi trơn

c-ỡng bức và bôi trơn vung té Trong đó thông th-ờng bôi trơn các loại ổ trục

dùng ph-ơng pháp c-ỡng bức, còn bôi trơn các bề mặt rộng (nh- thành xilanh)

hoặc các bề mặt ma sát nhỏ nh-ng bố trí rải rác (nh- dàn cò mổ) dùng ph-ơng

pháp vung té Nhiều động cơ bôi trơn đầu nhỏ thanh truyền, ổ trục cảm cũng

dùng ph-ơng pháp vung té dầu từ đầu to Sở dĩ phải làm nh- vậy là vì kiểu bôi

trơn c-ỡng bức hoàn toàn sẽ rất phức tạp, nên dẫu có -u điểm nổi bật song rất

khó thực hiện

2.2.3 Bôi trơn bằng các pha dầu nhờn vào nhiên liệu

Loại bôi trơn này dùng trong động cơ xăng 2 kỳ cỡ nhỏ nh- (môtô,

xuồng máy ) quét khí bằng hỗn hợp trục khuỷu, các te, nghĩa là hộp trục

khuỷu – cácte là một khối khí đóng vai trò nh- một máy nén khí để quét khí

cho xi lanh theo chiều quét ngang Dầu nhờn đ-ợc pha tỷ lệ vào xăng theo tỷ

lệ là 1/20 - 1/25 (tức là từ 4-5%) một số động cơ của Đức, Tiệp chỉ pha 3%

Hỗn hợp dầu nhờn nhiên liệu nhờ bộ chế hoà khí đ-ợc xé thành các hạt hạt

nho trộn vào không khí tạo thành khí nạp và nạp vào các te Kết cấu kiểu bôi

trơn này rất đơn giản nh-ng nh-ợc điểm lớn của nó là dầu nhờn trong hỗn hợp

khí nạp đi vào xilanh khi cháy sẽ tạo thành muội than bám lên thành buồng

cháy và đỉnh pitton ngăn cản việc truyền nhiệt làm cho máy nóng Cơ chế bôi

trơn khi hỗn hợp nạp vào các te của động cơ rồi theo lỗ quét đi vào xilanh

Trong quá trình này các hạt dầu nhờn lẫn trong khí hỗn hợp ng-ng đọng bám

lên bề mặt các chi tiết máy để bôi trơn các mặt ma sát Cách bôi trơn này thực

chất không cần “ hệ thống bôi trơn” , thực hiện việc bôi trơn các chi tiết máy

rất đơn giản Khi sử dụng ta pha tỷ lệ dầu nhờn với xăng thấp thì bôi trơn kém,

ma sát lớn mài mòn tăng

2.2 Một số nguyên lý bôi trơn điển hình

2.1.1 Sơ đồ hệ thống bôi trơn c-ỡng bức của động cơ xe YA3-31512

Hình II-4 Sơ đồ hệ thống bôi trơn c-ỡng bức của động cơ xe

3- Phao hút dầu 6- Van áp suất 9- Két mát dầu 10- Bầu lộc dầu

2.1.2 Sơ đồ hệ thống bôi trơn c-ỡng bức của động cơ ЯM3- 740

Hình II-5 Sơ đồ hệ thống bôi trơn c-ỡng bức của động cơ ЯM3- 740

1- Phao hút dầu 2- Van an toàn 3- Bơm dầu cho đ-ờng dầu chính

4- Bầu lọc dầu kiểu thấm 5- Van an toàn 6- Đèn báo

7- Van vi sai 8- Bơm dầu đi lọc và làm mát 9- Van an toàn

10- Bầu lọc dầu ly tâm 11- Van an toàn12- Van an toàn 13- Két mát

a- Dầu đến bôi trơn cho cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

b- Bôi trơn cho trục cam và cơ cấu phối khí

c- Tới khớp nối thuỷ lực quạt gió

d- Bôi trơn bơm cao áp

13- §-êng dÇu b«i tr¬n b¬m cao ¸p

14- §-êng dÇu b«i tr¬n m¸y nÐn khÝ

15 - §ång hå b¸o ¸p suÊt dÇu 16-KÐtm¸t dÇu

a- Khoang b¬m ®-a dÇu ®i läc, b«i tr¬n

b- Khoang b¬m ®-a dÇu ®i lµm m¸t