Đề cương bài giảng Thực động cơ đốt trong

NhËn vµ truyÒn ¸p lùc cña chÊt khÝ ®-îc ®èt ch¸y trong xilanh, biÕn chuyÓn ®éng th¼ng cña piston thµnh chuyÓn ®éng quay cña trôc khuûu vµ truyÒn c«ng suÊt ®éng c¬ ra ngoµi... Do tiÕp [r]

Hưng Yên 2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG

(Tài liệu lưu hành nội bộ)

HỌC PHẦN: THỰC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO: CAO ĐẲNG

1 Thực tập các bộ phận tĩnh - cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền 1.1 Nhận biết động cơ đốt trong

a Động cơ:

Là bộ máy đốt nhiên liệu với không khí đ-ợc tiến hành ở bên trong xilanh,

động cơ toả nhiệt dể biến nhiệt năng thành cơ năng, sinh ra động lực cho ô tô chuyển động Cấu tạo gồm:

b Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền:

- Nhiệm vụ:

Nhận và truyền áp lực của chất khí đ-ợc đốt cháy trong xilanh, biến chuyển

động thẳng của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu và truyền công suất

động cơ ra ngoài

Tạo thành hình dáng bên ngoài của động cơ, làm chỗ dữa hoặc chỗ dựa cho câc hệ thồng và cơ cấu khác của hoạt động

Dẫn động các cơ cấu và hệ thống khác của động cơ

- Cấu tạo gồm:

Bộ phận cố định: thân máy, nắp máy, xilanh, các te

Bộ phận chuyển động: piston xéc măng, chốt piston, thanh truyền, trục

khuỷu (trục cơ) và bánh đà

c Cơ cấu phân phối khí:

- Nhiệm vụ:

Cơ cấu phân phối khí dùng để nạp vào xilanh hỗn hợp không khí- nhiên liệu

(động cơ xăng) hoặc không khí (động cơ Diêgl) và để xả các khí thải ra ngoài một

cách kịp thời, dều đăn theo đúng thứ tự làm việc của động cơ

- Cấu tạo gồm:

Cơ cấu phân phối khí dùng trên ô tô đ-ợc chia thành 2 loại, loại xu páp đặt và xu páp treo

Cơ cấu xu páp treo: Trục cam đ-ợc treo trên nắp máy và gồm có các chi tiết sau: Trục cam, bánh răng trục cam, xích hoặc đai truyền động, dàn cò mổ, xupáp, lò xo xupáp, ống dẫn h-ớng

Cơ cấu xupáp đặt: Trục cam đ-ợc đặt trong thân máy và gồm có các chi tiết sau: Trục cam, con đội, thanh đẩy, đòn gánh (cò mổ), lò xo, ống dẫn h-ớng, xu páp, đĩa

đỡ lò xo

d.Hệ thống làm mát:

- Nhiệm vụ:

Nhằm làm giảm nhiệt độ của động cơ khi làm việc và giử cho t0 của động cơ (80-90oC) luôn luôn làm việc trong điều kiện nhiệt độ ổn định và thích hợp nhất

- Cấu tạo gồm:

Két n-ớc, bơm n-ớc, quạt gió, ống dẫn dẫn n-ớc, van hằng nhiệt, các đ-ờng n-ớc trong thân máy và nắp máy

e Hệ thống bôi trơn:

- Nhiệm vụ:

Dùng để dẫn dầu đi bôi trơn các bề mặt chi tiết có sự chuyển động t-ơng đối trong động cơ Để giảm ma sát và tổn hao công suất của động cơ hoặc làm mát cho các chi tiết không thể làm mát bằng n-ớc đ-ợc

- Cấu tạo gồm:

Các te chứa dầu, phao dầu, cấc đ-ờng dầu, bơm dầu, các bầu lọc dầu, két làm mát dầu, van an toàn, đồng hồ đo áp xuất v.v

f Hệ thống cung cấp nhiên liệu:

- Nhiệm vụ:

Nhằm cung cấp cho động cơ l-ợng không khí và nhiên liệu thích hợp theo yêu cầu và làm việc của động cơ trong mọi tr-ờng hợp

- Cấu tạo gồm:

Động cơ xăng:

Loại dùng bộ chế hoà khí: Thùng xăng, ống dẫn xăng, bầu lọc xăng, bộ chế hoà khí, các đ-ờng ống nạp và xả, ống giảm thanh và bầu lọc không khí

Loại dùng phun xăng điện tử: Thùng xăng, ống dẫn xăng, bầu lọc xăng, bộ

ổn định áp suất, bộ giảm dung động, các vòi phun xăng

Động cơ Diesel:

Thùng chứa dầu, ống dẫn dầu, bơm tiếp tế nhiên liệu, các bầu lọc, bơm cao

áp, cấc vòi phun bầu lọc không khí, các đ-ờng ống nạp và xả, ống giảm thanh, hệ thống bugy sấy

g Hệ thống đánh lửa:

- Nhiệm vụ:

Dùng để đánh lửa (sinh ra tia lửa điện) đốt cháy hỗn hợp không khí- nhiên

liệu đã bị nén với áp xuất cao trong các xilanh theo đúng thứ tự làm việc của động cơ

- Cấu tạo gồm:

Máy phát điện, ắc quy, bô bin (ống tăng thế), bộ chia điện (đenko), tụ điện,

các dây dẫn, các bugi v.v

h Hệ thống khởi động:

- Nhiệm vụ:

Dùng để tạo ra nguồn động lực ban đầu làm quay động cơ để khởi động

động cơ

- Cấu tạo gồm:

Máy khởi động, rơ le khởi động, cấc bộ phận hỗ trợ cho việc khởi động nh-: hâm nóng động cơ, hâm nóng khí nạp tr-ớc khi đ-a vào xilanh

1.2 Thực tập thân máy, nắp máy, xilanh và mài mặt máy

1.2.1 Nắp máy

a H- hỏng, nguyên nhân, hậu quả

Nắp máy làm việc trong điều kiện luôn tiếp xúc với khí cháy, chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn vì vậy th-ờng xảy ra những h- hỏng sau:

STT

(1)

H- hỏng

(2)

Nguyên nhân

(3)

Hậu quả

(4)

1 Vênh nắp máy Do tháo, lắp không đúng kĩ

thuật

Dò hơi ảnh h-ởng

đến tỉ số nén

2 Rạn nứt nắp máy Do các vùng trên nắp máy ảnh h-ởng đến tỉ số

Hình 1.1 Nắp máy

Nắp máy

Cụm ống xả

Đệm cụm ống xả

Đệm cụm ống hút

Cụm ống hút

Đệm nắp máy

Bulông nắp máy

chịu nhiệt độ khác nhau hoặc nắp máy bị thay đổi nhiệt độ đột ngột do đổ n-ớc lạnh vào khi động cơ

còn nóng

nén, làm giảm công suất của động cơ

3 Bị muội than bám

vào buồng đốt

Do quá trình cháy không hoàn hảo của nhiên liệu nh- hiện t-ợng cháy rớt, cháy trễ…

Gây hiện t-ợng kích

nổ (đối với động cơ

xăng) nếu muội than

rơi vào khe hở giữa piston và xilanh có thể gây x-ớc xilanh hoặc có thể dẫn đến kẹt xéc măng

4 Bị ăn mòn ở khu vực

buồng đốt, các

đ-ờng dẫn dầu bôi trơn, n-ớc làm mát

Do tiếp xúc với sản vật cháy sinh ra

Do có tạp chất ăn mòn lẫn trong dầu bôi trơn, n-ớc làm mát

Làm giảm độ bền của nắp máy nếu bị mòn nhiều sẽ làm n-ớc vào buồng đốt gây nên sự

cố vỡ piston, lọt dầu vào buồng đốt dầu cháy sinh ra muội than gây kích nổ và kẹt xécmăng

5 Các mối ghép ren bị

hỏng

Do tháo lắp không đúng kỹ thuật Do làm việc lâu ngày

Động cơ làm việc không an toàn , lọt hơi

lọt n-ớc, lọt dầu

6 Đệm nắp máy bị

hỏng

Do quá trình tháo lắp không chú ý hoặc quá hạn

sử dụng

Lọt hơi và giảm tỉ số nén của động cơ

Hình 1.2 Tháo cụm ống xả

Hình 1.3 Tháo cụm ống hút

Hình 1.4 Trình tự tháo nắp

máy

b Quy trình tháo, lắp nắp máy ( Động cơ 1NZ-FE xe Toyota )

* Quy trình tháo

 Công việc chuẩn bị tr-ớc khi tháo

- Vệ sinh bên ngoài nắp máy và xung

quanh chỗ tháo

- Xả n-ớc, xả dầu trong động cơ

- Chuẩn bị dụng cụ tháo lắp gồm: khẩu,

tuýp, tay nối, tay vặn, búa nhựa

- Chuẩn bị các đồ đựng các chi tiết của

nắp máy khi tháo ra nh-: bàn khay, giá treo

đệm nắp máy

- Kê kích động cơ chắc chắn tr-ớc khi

tháo

- Tháo các đầu dây cao áp (đối với động

cơ xăng) và các đ-ờng dẫn dầu (đối với

động cơ Diêzel) ra khỏi nắp máy

- Dùng dụng cụ chuyên dùng để tháo

bugi hoặc vòi phun

- Dùng khẩu, tay nối để tháo nắp đậy nắp

máy

- Tháo các bộ phận nh- cụm hút, cụm xả

gắn trên nắp máy Quy trình tháo là ta tháo từ hai bên vào giữa và tháo làm

nhiều lần rồi mới tháo hẳn ra (Hình 1.2 và 1.3).Mục đích: tránh hiện t-ợng bề

mặt lắp ghép giữa các cụm hút, cụm xả với mặt bên nắp máy bị vênh

 Quy trình tháo nắp máy

Để tránh nắp máy bị cong vênh khi tháo cần chú ý tháo theo đúng quy trình

kỹ thuật

- Dùng khẩu, tay nối, tay vặn để tháo

bulông từ hai đầu vào giữa bắt chéo

nhau và xen kẽ nới đều làm nhiều lần

rồi mới tháo hẳn ra (Hình 1.4)

- Dùng cán búa hay búa nhựa gõ xung quanh nắp máy cho lỏng ra giữa nắp và

Hình 1.5 Lắp đệm nắp máy

- Dùng dụng cụ chuyên dùng lắp vào lỗ bugi để nhấc nắp máy ra

- Lấy đệm nắp máy ra và treo lên giá tránh va chạm để có thể dùng lại đựơc

 Những chú ý trong khi tháo nắp máy

- Không đ-ợc tháo nắp máy ra khi động cơ còn đang nóng vì nắp máy làm bằng kim loại (gang hoặc hợp kim) có hệ số giãn nở lớn (đặc biệt với hợp kim nhẹ chẳng hạn nh- hợp kim nhôm) khi nóng chúng sẽ giãn nở lúc đó khi tháo sẽ dẫn tới vênh nắp máy

- Nếu nắp máy khó nhấc khỏi thân máy tuyệt đối không đ-ợc dùng tuốc nơ vít hay bất kỳ dụng cụ khác cậy vào nắp máy.Vì nh- vậy sẽ làm hỏng đệm, gây x-ớc bề mặt của nắp máy dẫn tới việc hở hơi, lọt n-ớc, lọt dầu

- Các chi tiết của nắp máy khi tháo ra phải để gọn gàng để khi lắp đ-ợc nhanh chóng

- Để ngửa nắp máy

* Quy trình lắp nắp máy

 Công việc chuẩn bị tr-ớc khi lắp

- Vệ sinh nắp máy tr-ớc khi lắp

- Chuẩn bị dụng cụ lắp : bao gồm khẩu, tay vặn, tay nối, tuýp …

- Lấy dẻ lau khô hoặc xịt khô nắp máy bằng khí nén

- Bôi vào mỗi xi lanh một ít dầu bôi trơn tr-ớc khi lắp mục đích là để khi động cơ mới khởi động bơm dầu ch-a kịp phun dầu thì đã có dầu làm mát và bôi bôi trơn cho xi lanh

- Bôi vào đệm nắp máy một lớp mỡ mỏng nếu bôi nhiều khi xiết các bulông mỡ

sẽ điền đầy vào các đ-ờng dần dầu bôi trơn, n-ớc làm mát (tốt nhất là mỡ chì vì mỡ chì có khả năng chịu nhiệt cao) bởi vì giữa nắp và thân máy còn có các đ-ờng dẫn dầu, n-ớc làm mát tránh hiện t-ợng chảy dầu, lọt n-ớc ra xung quanh

 Quy trình lắp nắp máy

- Đ-a đệm nắp máy đã đ-ợc bôi mỡ

vào theo đúng chiều của nó, mặt có dấu

quay lên trên (Hình 1.5) Nếu đệm nắp

máy không đ-ợc chỉnh đúng các lỗ dầu và

n-ớc có thể bị che kín, điều này có thể gây

Hình 1.6 Thứ tự xiết các

bulông

Hình 1.7 Dùng cân lực xiết

các bulông.

Hình 1.8 Quy tắc xiết thêm

ra rò rỉ dầu và n-ớc, bôi trơn làm mát khó

khăn

- Đ-a nắp máy vào Chú ý dóng thẳng nắp máy với các chốt định vị của nắp

máy và thân máy rồi mới đặt nắp máy lên

- Lắp các long đen, bulông bằng tay tr-ớc sau đó mới dùng dụng cụ để lắp

- Khi vặn chặt dùng khẩu và tay nối xiết theo quy tắc xiết từ giữa là hai đầu

bắt chéo nhau, xen kẽ và xiết làm nhiều lần (Hình 1.6) rồi mới xiết đủ cân lực cho mỗi loại ( Hình 1.7) Lực xiết cho mỗi bulông là: 29 N.m (300 kg.cm)

- Khi đã xiết đủ cân lực cho mỗi bulông

thì loại động cơ này quy định cần phải xiết thêm nh- sau:

+ Dùng sơn đánh dấu vị trí bulông với nắp máy

+ Xiết chặt bulông lại thêm hai lần, mỗi lần xiết thêm một góc 900

+ Sau đó kiểm tra góc xiết bằng cách quan sát dấu trên bulông lệch đi một góc

1800 so với dấu trên nắp máy

Dấu sơn

Hình 1.9 Lắp cụm ống hút

* Chú ý: Tuỳ mỗi loại động cơ khác nhau mà trị số lực xiết các bulông khác

nhau : Loại động cơ Trị số lực xiết Ghi chú 2AZ-FE 70 N.m (714 Kg.cm) Xiết thêm một góc 900 4A-GE 29 N.m (300 Kg.cm) Xiết thêm hai lần mỗi lần

một góc 900 4A-F 60 N.m (610 Kg.cm)

Đối với xe ô tô du lịch MercedesBenz 220 lực xiết lần đầu tiên là 4Kg.m,lần thứ hai là 6Kg.m Sau khi xe chạy thử khoảng tối đa 20 km, xiết lại lần cuối cùng với lực xiết là 8Kg.m đối với nắp máy bằng gang và 9Kg.m đối với nắp máy bằng kim loại nhẹ

- Dùng khẩu, tay vặn, tay nối để

lắp các cụm ống xả, ống hút Ban đầu ta

dùng tay vặn các bulông sau đó xiết

chặt theo trình tự xiết từ giữa ra hai đầu,

xiết làm nhiều lần xen kẽ nhau, xiết

đúng lực quy định (Hình 1.9).Tránh

làm cong vênh bề mặt lắp ghép, rách

đệm làm kín.Tuỳ từng loại động cơ mà

lực xiết đối với bulông cụm ống hút và

cụm ống xả có khác nhau Đối với động

cơ này lực xiết với bulông cụm ống hút

là 27 N.m, còn lực xiết với bulông cụm

ống xả là 8,0 N.m

- Dùng khẩu, tay vặn, tay nối để lắp các bộ phận khác nh-: Bugi, vòi phun, nắp che nắp máy…

c Kiểm tra, sửa chữa và vệ sinh chi tiết

* Vệ sinh chi tiết

- Tr-ớc khi kiểm tra, sửa chữa cần

làm sạch các chi tiết

- Chuẩn bị dụng cụ: Bàn chải mềm,

bàn chải sắt, chổi và dung môi làm sạch

 Làm sạch nắp máy

Hình 1.10 Làm sạch nắp máy

Hình 1.12 Làm sạch ống dẫn h-ớng Hình 1.13 Làm sạch các bề mặt lắp ghép

Hình 1.14 Kiểm tra vết rạn nứt

Hình 1.11 Làm sạch buồng đốt

- Dùng bàn chải mềm và dung môi

làm sạch nắp máy (Hình 1.10)

* Chú ý : Không rửa nắp máy trong bể

dung môi nóng vì có thể làm hỏng chi tiết do dung môi nóng phần lớn

là axít ở nhiệt độ cao chúng sẽ phản ứng với kim loại gây ra hiện t-ợng ăn mòn

 Làm sạch buồng đốt

- Dùng bàn chải sắt cạo hết muội than ra khỏi buồng đốt (Hình 1.11)

* Chú ý: Cẩn thận không làm x-ớc bề mặt buồng đốt

 Làm sạch ống dẫn h-ớng

- Dùng chổi cọ sạch ống dẫn h-ớng kết hợp với dung môi làm sạch tất cả các

ống dẫn h-ớng trên nắp máy (Hình 1.12)

 Làm sạch mảnh vụn của đệm, keo còn dính trên bề mặt

- Dùng dao cạo cạo hết các mảnh vụn của đệm còn dính ra khỏi bề mặt nắp

máy và mặt bích lắp cụm hút, cụm xả (Hình 1.13)

* Chú ý: Không đ-ợc làm x-ớc bề mặt

* Kiểm tra

Chuẩn bị dụng cụ để kiểm tra nh-:

Th-ớc kiểm phẳng, căn lá, bàn máp,

bột màu, sơn, dầu bôi trơn

 Kiểm tra vết rạn nứt

- Với những vết nứt lớn ta hoàn toàn

có thể dùng mắt quan sát

- Với những vết nứt nhỏ không nhìn thấy đ-ợc ta có thể kiểm tra bằng hai cách nh- sau:

Cách 1: Kiểm tra bằng sơn màu (Hình 1.14 )

+ Làm sạch nắp máy

+ Dùng bình phụt sơn màu có khả năng thẩm thấu vào chỗ cần kiểm tra trên nắp máy

+ Lau sạch sau đó quan sát nếu có vết nứt thì sẽ có màu sơn còn lại ở chỗ nứt Cách 2: Dùng dầu bôi trơn và bột màu:

+ Vệ sinh nắp máy

+ Chỗ nào nghi là nứt ta nhỏ dầu bôi trơn vào sau đó lau sạch

+ Tiếp đó ta trà bột màu lên

+ Sau đó lại lau sạch, do dầu có khả năng thẩm thấu với bột màu nên ở những chỗ nứt bột màu sẽ đ-ợc giữ lại ta sẽ quan sát đ-ợc

 Kiểm tra các mối ghép ren

Chúng ta có thể quan sát hoặc dùng bulông của nó để thử nếu h- hỏng thì phải sửa chữa

 Kiểm tra độ cong vênh của các bề

mặt lắp ghép trên nắp máy

(1) Kiểm tra độ vênh của nắp máy:

Để kiểm tra độ vênh của nắp máy ta có

hai cách kiểm tra nh- sau:

Cách 1: dùng th-ớc kiểm phẳng và căn lá

(Hình 1.15a):

Đặt nắp máy lên, đ-a th-ớc kiểm phẳng

vào và dùng căn lá kiểm khe hở giữa th-ớc

và mặt nắp máy Chúng ta tiến hành kiểm

tra ở nhiều vị trí khác nhau trên nắp máy

Nếu độ cong vênh lớn hơn giá trị cho phép

thì phải tiến hành sửa chữa hoặc thay thế

Cách 2: Dùng thiết bị kiểm tra là bàn

máp và bột màu:

Hình 1.15 Kiểm tra độ cong

vênh các bề mặt lắp ghép của

nắp máy.

Bôi bột màu nên bàn máp sau khi đã đ-ợc pha chế, nắp máy đ-ợc làm sạch và

đặt bề mặt lắp ghép với thân máy tiếp xúc với bàn máp xoay đều nắp máy trên bàn máp bằng hai tay Sau đó mang ra quan sát, nếu diện tích bột màu t-ơng đối đều trên khắp bề mặt nắp máy khoảng 90% diện tích bề mặt nắp máy thì nắp máy đạt yêu cầu, còn nếu nhỏ hơn 90% hoặc có chỗ rất đậm lại có chỗ rất nhạt thì phải đ-a nắp máy ra để tiến hành sửa chữa

- Dùng th-ớc kiểm phẳng và căn lá kiểm tra nh- kiểm tra nắp máy (Hình 1.15.b

và 1.15.c) Nếu độ vênh lớn hơn giá trị cho phép thì phải sửa chữa, nếu lớn quá thì

thay mới

Bảng thông số độ cong vênh lớn nhất cho phép của các bề mặt lắp ghép một số

động cơ (đơn vị: mm)

TT Loại động cơ Bề mặt lắp ghép

nắp máy

Bề mặt lắp cụm ống hút

Bề mặt lắp cụm ống xả

1 1NZ-FE

4A-F

c Sửa chữa nắp máy

 Sửa chữa vết nứt

- Với những vết nứt nhỏ ngoài buồng đốt thì có thể hàn lại bằng kim loại cùng

loại

- Với những vết nứt lớn hoặc vết nứt trong khu vực buồng đốt thì phải thay thế nắp máy

 Sửa chữa các mối ghép ren hỏng

- Nếu trong giới hạn cho phép ta chỉ việc tarôren lại Khi tarôren phải th-ờng xuyên nhỏ dầu để có b-ớc ren đ-ợc tốt nhất

- Nếu ngoài giới hạn thì phải khoan sau đó ép bạc và tarôren lại

 Sửa chữa độ vênh của mặt phẳng bắt cụm hút, xả

- Sau khi đã kiểm tra ta tiến hành cạo chỗ có đậm màu nhất sau đó đến chỗ nhạt

màu sau và tiến hành cạo thô tr-ớc sau đó cạo tinh.Trong quá trình cạo thì phải liên

tục kiểm tra khi nào đạt yêu cầu thì thôi

 Sửa chữa độ vênh nắp máy