Trang 1

Lời nói đầu
Trong công cuộc Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nước, ngành cơ khí nói
chung và cơ khí động lực nói riêng đóng vai trò rất quan trọng. Có thể nói nó
xuyên suốt, có mặt trong hầu hết mọi lónh vực của đời sống sản xuất.
Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật cùng với
việc ứng dụng rộng rãi tin học vào trong kỹ thuật, đòi hỏi người sinh viên, kỹ sư
phải nắm vững và ứng dụng tốt các phần mềm đồ hoạ để tránh bò lạc hậu không
theo kòp với sự phát triển của xã hội.
Xuất phát từ lý do đó cùng với sự gợi ý của thầy giaó Th.s MAI SƠN
HẢI.Tôi quyết đònh chọn đề tài.
“Thiết kế mô phỏng cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống bôi
trơn cho động cơ đốt trong trên máy vi tính ” làm đồ án tốt nghiệp cho mình.
Đồ án này gồm có 3 chương.
Chương1: Tổng quát về hệ thống bôi trơn.
Chương2: Thiết kế mô phỏng.
Chương3: Kết luận và đề xuất ý kiến.
Sau 3 tháng làm việc nghiêm túc cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy
giáo Th.s MAI SƠN HẢI nay tôi đã hoàn thành bản báo cáo của mình.
Song đây là lónh vực mới, thời gian có hạn nên đề tài còn bò hạn chế thiếu
sót. Qua đây tôi rất mong được sự góp ý của quý thầy giáo cùng bạn đọc Và cuối
cùng tôi xin được bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới thầy giáoTh.s MAI SƠN HẢI, các
thầy giáo trong bộ môn động lực cùng các bạn đã quan tâm giúp đỡ tôi hoàn thành
đồ án này.
Nha trang, tháng 6 năm 2006
Sinh viên thực hiện.

đích :
*Bôi trơn các bề mặt có chuyển động trượt giữa các chi tiết nhằm giảm ma
sát, do đó giảm mài mòn – tăng tuổi thọ các chi tiết. Chính vì giảm ma sát nên tổn
thất cơ giới trong động cơ N
m
giảm, hiệu suất cơ giới
x
m
=1-
i
m
N
N

sẽ tăng. Hiệu suất có ích của động cơ
x
e =
x
i
.x
m

khi đó cũng tăng tức là tăng tính kinh tế của động cơ.
* Rửa sạch bề mặt ma sát của các chi tiết. Trên bề mặt ma sát, trong qúa
trình làm việc thường có các vảy rắn tróc ra khỏi bề mặt. Dầu bôi trơn sẽ cuốn trôi
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


* Bảo vệ bề mặt kim loại không bò ăn mòn
*Dầu bôi trơn không được : tạo cặn ở cácte, két chứa, ở các chi tiết động và
trong các đường ống, phải đảm bảo tính bôi trơn và không được tạo thành nhủ
tương khi có nước lẫn vào không được tạo bọt.
* Dầu phải tuổi thọ cao (ít bò phân huỷ) và có giá thành phù hợp.
+Đối với hệ thống bôi trơn:
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Trang 4

* Hệ thống bôi trơn phải đưa chất bôi trơn tới nơi cần một cách liên tục, đều
đặn, với lưu lượng, trạng thái (áp suất, nhiệt độ) tính chất xác đònh và có thể kiểm
tra, điều chỉnh và điều khiển được.
* Các thiết bò bộ phận …của HTBT phải đơn giản, dễ sử dụng, tháo lắp kiểm
tra sửa chửa, điều chỉnh…. Có khả năng dễ tự động hoá cao, nhưng giá thành vừa
phải .
1.2 PHÂN LOẠI.
Động cơ đốt trong sử dụng nhiều loại hệ thống bôi trơn khác nhau tuỳ thuộc
vào loại động cơ điều kiện làm việc mà trang bò hệ thống bôi trơn cho phù hợp .
Để phân loại hệ thống bôi trơn người ta dựa vào các tiêu chí sau :
1.2.1 Theo cách đưa dầu đến các hệ thống bôi trơn gồm :
- Bôi trơn theo kiểu vung toé.
- Bôi trơn theo kiểu nhỏ giọt (có chu kỳ tự động và không cóù chu kỳ tự
động).
- Cưỡng bức theo kiểu áp suất thấp, áp suất cao (tuần hoàn hoặc không tuần
hoàn).
- Kết hợp với các hệ thống trên.

3-Thân bơm dầu;
4-Cácte;
` 5-Khớp tựa;
6-Máng dầu phụ;
7-Thanh truyền có thìa hắt
dầu;
Nhiều khi người ta còn kết hợp bôi trơn vung toe ùvà bôi trơn trọng lực (hình 1.2).
1: Bơm bánh răng;
2: Đồng hồ chỉ áp suất dầu;
3:Đường dầu bôi trơn;
4:Thìa múc dầu; Hình1.2:
Hệ thống bôi trơn bằng vung tóe và trọng lực.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Trang 6

1.3.2 Hệ thống bôi trơn bằng pha dầu trong nhiên liệu.
Phương pháp này được dùng ở động cơ xăng hai kỳ quét vòng dùng hộp
cácte-trục khuỷu. Dầu được pha xăng theo tỷ lệ nhất đònh khoảng 4%-5% tuỳ theo
hãng có thể pha với tỷ lệ nhỏ hơn (khoảng 3%- 3.5%). Các hạt dầu trong hỗn hợp


Trang 7

1.3.3.1 Hệ thống bôi trơn Cácte ướt:
Đặc điểm của hệ thống này là dầu chứa trong cácte động cơ không có két
dầu riêng để tập trung dầu từ cácte đến. Chỉ có một bơm hút dầu từ cácte ra, bơm
đến các vò trí bôi trơn, sau khi bôi trơn dầu tự động rơi xuống cácte, một phần do
đầu to thanh truyền đập vào dầu toé lên bôi trơn cho piston, sơ mi xylanh. Hình 1.3
mô tả cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống bôi trơn cácte ướt:
1: Bình làm mát dầu;
2: Ống góp dầu;
3: Piston;
4: Dẫn hướng;
5: Van an toàn;
6: Thân bầu lọc;
7: Ruột bầu lọc;
8: Cần đẩy;
9: Móng hãm;
10: Cò mổ;
11: Thông gió cácte;
12: Bơm dầu;
13: Cácte;
14: Van xả;
15: Que thăm dầu;
16: Phao lọc cặn;
17:Van ba ngả; Hình 1.3: Hệ thống bôi trơn cácte ướt
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

1.3.2.2 Hệ thống bôi trơn cácte khô .
Hệ thống bôi trơn cácte khô khác cơ bản với hệ thống bôi trơn cácte ướt ở
chỗ, hệ thống có thêm một đến hai bơm làm nhiệm vụ chuyển dầu từ cácte đến
bình làm mát .
1.Cácte dầu; 8. Đường dầu chính;
2.Bơm chuyển; 9.Đường dầu bôi trơn trục khuỷu;
3. Thùng dầu; 10. Đường dầu bôi trơn trục cam;
4. Lưới lọc sơ bộ; 11. Bầu lọc tinh;
5.Bơm dầu bôi trơn; 12. Đồng hhồ nhiệt độ dầu;
6 . Bầu lọc thô; 13. Bình làm mát dầu;
7. Đồng hồ áp suất dầu; 14, 15,16. Van an toàn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Trang 9 Hình 1.4: hệ thống bôi trơn cácte khô.
Nguyên lý hoạt động: Bơm dầu được dẫn từ trục khuỷu hoặc trục cam. Dầu
trong thùng dầu 3 được bơm 5 hút qua lọc 4. Lọc 4 có lưới chắn để lọc sơ bộ những
tạp chất có kích thước lớn. Sau bơm dầu có áp suất cao (khoảng 10KG/cm
2
) đi qua
lọc thô 6, đến đường dầu chính 8. Từ đây dầu theo nhánh 9 đi bôi trơn trục khuỷu
sau đó lên bôi trơn đầu to thanh truyền và chốt piston theo nhánh 10 đi bôi trơn trục
cam … cũng từ đường dầu chính một lượng dầu khoảng15-20% lưu lượng của nhánh
dẫn đến bình lọc tinh 11, tại đây những phần tử tạp chất rất nhỏ được giữ lại. Sau

gương sơmi xylanh nhờ các bơm dầu kiểu piston, mỗi điểm bôi trơn có môït piston
riêng.
Dầu bôi trơn xong một phần bò hoá hơi và cháy trong sơmi xylanh, một phần
bò khí xả mang ra ngoài, phần còn lại chảy xuống bộ phận chứa dầu bố trí trên các
tấm ngăn giữa xylanh và hộp trục khuỷu. Nhờ các tấm ngăn này, có thể dùng loại
dầu bôi trơn riêng để bôi trơn cho nhóm sơmi xylanh-piston của những động cơ sử
dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao, nhằm giảm hao mòn sơmi xylanh và
các vòng xécmăng.
Dầu cung cấp cho bề mặt sơmi xylanh phải được phân bố đều trên toàn bộ
chu vi. Do vậy, người ta thường bố trí nhiều điểm bôi trơn (từ 4-12 điểm). Số lượng
điểm bôi trơn phụ thuộc vào đường kính xylanh (hình1.5).

1: Van một chiều;
2: Xylanh;
3: Đường dầu; Hình 1.5: Phân bố các vò trí bôi trên sơ mi xylanh

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Trang 11

Để phân bố đều dầu bôi trơn trên toàn bộ bề mặt ma sát của sơmi xylanh,


Nguyên lý hoạt động : Dầu bôi trơn từ két dầu 1 qua van một chiều 2 được
bơm 9 hút về bầu lọc tám 8 qua van ba ngả 10 sau đó đến bầu lọc tinh 6, vào bầu
làm mát 4 để truyền nhiệt cho nước lạnh, sau đó tới làm mát và bôi trơn cho động
cơ 11, rồi tự đổ xuống cácte và chảy về kết đựng dầu 1.
Để cho hệ thống được làm việc an toàn, ở bơm, bầu lọc thô, bầu lọc tinh đều
có van an toàn bảo vệ khi cần rửa bầu lọc thô 8 ta mở van ba ngả 10 cho dầu đi
theo đường ống 13, và khi muốn rửa bầu lọc tinh 6 ta mở van ba ngả 7 cho dầu đi
vào đường 12. Trong khi hệ thống làm việc để theo dõi được áp suất và nhiệt độ
của dầu bôi trơn , trên hệ thống có lắp các nhiệt kế và áp kế trước và sau bầu làm
mát, các áp kế trước và sau bầu lọc.
1.3.4.2 Hệ thống bôi trơn song song .
Đặc điểm của hệ thống này là bầu lọc tinh và bầu làm mát mắc song với
nhau. Vì vậy, lượng dầu nhờn đi qua bầu lọc tinh chỉ chiếm từ 15-20% toàn bộ
lượng dầu tuần hoàn, nên trở lực của hệ thống giảm. Do đó một lượng dầu lớn
không được lọc tinh nên chất lượng dầu kém, hệ thống này chỉ sử dụng cho các
động cơ vừa và nhỏ.(hình 1.8).
1: Két đựng dầu; 8: Lọc thô;
2: Van một chiều; 9: Bơm chuyển dầu;
3: p kế và nhiệt kế; 10: Van ba ngả;
4: Bình làm mát dầu; 11: Máy;
5: Van an toàn; 12: Đường ống dự phòng;
6: Lọc tinh; 13: Đường ống dự phòng;
7: Van ba ngả;

Hình 1.8: Hệ thống bôi trơn song song
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


Nguyên lý hoạt động: Hệ thống hoạt theo 2 đường dầu riêng biệt. Đường
dầu thứ nhất: Dầu từ két chứa được bơm 2 hút chuyển tới bầu lọc thô 3 qua bầu làm
mát 4 rồi vào làm mát và bôi trơn cho động cơ 7, sau đó tự đổ xuống cácte và trở
về két 1.
+ Đường dầu thứ hai: Dầu từ két chứa 1 được bơm 5 hút đến bầu lọc tinh 6
sau đó đổ về két 1.
Ưu nhược điểm: Ưu điểm của hệ thống này là lúc nào người sử dụng thấy
chất lượng dầu không đảm bảo thì có thể cho tiến hành lọc dầu được. Nhưng có
khuyết điểm là phải có hai bơm cho cho 2 hệ thống bơm của đường dầu độc lập
(qua bầu lọc tinh) lại do một môtơ riêng lai nên phức tạp và cồng kềnh.
1.4 CÁC LOẠI BƠM DẦU .
1.4 .1 Nhiệm vụ, yêu cầu.
- Bơm dầu có nhiệm vụ hút dầu ở cácte hoặc thùng chứa dầu để cung cấp
cho các bề mặt, chi tiết cần bôi trơn với áp lực và lượng dầu nhất đònh.
- Yêu cầu đối với các loại bơm dầu là phải tạo ra áp suất để đưa dầu đến bề
mặt, chi tiết cần bôi trơn.
Tùy theo kiểu loại động cơ và cách trang bò các hệ thống bôi trơn khác nhau
thì ta sử dụng các loại bơm cũng khác nhau. Sau đây là một một số loại bơm thường
gặp.
1.4.2 Bơm bánh răng .
1.4.2.1 Bơm bánh răng ăn khớp ngoài.
- Cấu tạo: cấu tạo loại bơm này đơn giản. Vỏ bơm và nắp bơm 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 được lắp chặt trên một đầu trục
chủ động. Đầu kia của trục lắp bánh răng truyền động ăn khớp với bánh răng trục
cam, hoặc được lai bởi môtơ lai. Bánh răng bò động lắp vào trục bò động ăn khớp
với chủ động và quay ngược chiều nhau khi làm việc.
- Nguyên lý làm việc: Bánh răng chủ động được môtơ lai riêng hoặc được
dẫn động từ động cơ. Trục chủ động 3 quay làm quay bánh răng chủ động 4 của

5.Trục dẫn động;
6. Bánh răng chủ động;
8. Đường dầu ra;
Nguyên lý làm việc: Loại bơm này làm việc tương tự như bánh răng ăn
khớp ngoài theo nguyên lý guồng dầu khi động cơ làm việc bánh răng chủ động 6
sẽ quay nhờ sự truyền động từ trục khuỷu hoặc trục cam, lúc này bánh răng chủ
động 6 và bánh răng bò động 2 sẽ quay cùng chiều nhau tạo ra sự giảm áp suất
trong bơm một lượng dầu sẽ được hút vào trong theo đường dầu vào 3. Nhờ sự
chuyển động quay của các bánh răng mà lượng dầu này sẽ theo các rãnh dẫn dầu 4
và 7 rồi thoát ra theo đường dầu 8, tuy nhiên lượng dầu mà loại bơm này guồng vào
trong bơm với thể tích thay đổi.
1.4.3 Bơm trục vít.
Bơm trục vít chủ yếu dùng cho động cơ có tốc độ thấp. Bơm được truyền
động độc lập với động cơ.

Hình 1.13: Mô tả cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm trục vít.
1: Trục vít chính; 4: Cửa ra;
2:Trục vít phụ; 3: Cửa vào;
Trên hình vẽ là bơm trục vít có trục chủ động bằng thép. Trục chủ
động nằm giữa, còn hai trục bò động nằm ngang hai bên. Các trục đều có gờ chặn
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Trang 17

lực dọc trục, trục chủ động có thể có thêm bơm piston giảm tải. Bơm này có công
suất 150m
3

Trang 18

điện độc lập. Ở bơm dầu kiểu phiến trượt này có rôto 5 được lắp lệch tâm với thân
bơm 1, có các rãnh lắp các phiến trượt 3. Khi động cơ làm việc trục khuỷu sẽ quay
truyền chuyển động cho rôto 5 quay, do lực ly tâm và lực ép của lò xo 7, phiến
trượt 3 luôn luôn tì sát vào bề mặt vỏ bơm 1 tạo thành các không gian kín và do đó
guồng dầu từ đường dầu áp suất thấp 2 sang đường dầu có áp suất cao 4. Sau khi ra
khỏi bơm dầu sẽ được đẩy đi qua một số thành phần khác như : Lọc thô, lọc tinh,
bầu làm mát dầu vì thế dầu sau khi ra khỏi bơm cần có một áp suất đủ lớn thì mới
đi đến các bề mặt, chi tiết cần bôi trơn khi đó nó mới làm được nhiệm vụ bôi trơn
và làm mát các chi tiết của động cơ.
- Bơm phiến trượt có ưu điểm là rất đơn giản, nhỏ gọn, nhưng đồng thời cũng
có nhược điểm cơ bản là mài mòn bề mặt tiếp xúc giữa phiến trượt và thân bơm rất
nhanh. Vì vậy trong quá trình sử dụng cần thường xuyên kiểm tra khe hở giữa
phiến trượt và thân bơm để khắc phục kòp thời tránh các sự cố nghiêm trọng xảy ra.
1.4.5. Bơm dầu áp suất cao kiểu nhiều piston.
Kết cấu của bơm dầu áp suất cao kiểu nhiều piston được thể hiện trên
(hình1.15).Tại mặt cắt ngang bơm dầu áp suất cao kiểu nhiều piston này có các
thành phần cơ bản sau đây

Hình 1.15 : Bơm dầu áp suất cao nhiều piston.

1. Trục; 6. Ống kiểm tra;
2. Bánh vít; 7. Ngăn kéo;
3. Trục đứng; 8. Piston;
4. Rãnh hút; 9 . Cam đònh hình truyền động cho ngăn kéo;
5. Ống dầu ra; 10. Sơ đồ hoạt động của một nhánh bơm :

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


Hình 1.16 Bơm rôto
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Trang 20

Nguyên lý hoạt động: Rôto trong được lắp giữa trung tâm của rôto ngoài.
Rôto trong được dẫn động và quay mang theo rôto ngoài quay theo với nó, rôto
ngoài như phao nổi trong thân bơm. Khi 2 rôto quay các khe hở giữa chúng được mở
ra và mang đầy dầu vào, lượng dầu sau đó được đẩy ra khỏi bơm đi tới các bộ phận
cần bôi trơn.
1.5. BÌNH LỌC DẦU .
1.5.1. Nhiệm vụ yêu cầu của bình lọc.
Bình lọc dầu dùng để lọc sạch dầu trong hệ thống bôi trơn. Trong quá trình
sử dụng, do sự bào mòn của các chi tiết nên sinh ra mùn kim loại, muội dầu, chất
nhựa và tạp chất khác làm bẩn dầu, do đó dầu phải thường xuyên được lọc sạch thì
mới bảo đảm cho động cơ làm việc được bình thường.
Tất cả các động cơ hiện đại đều được trang bò bộ phận làm sạch dầu liên tục,
nhờ đó giảm đáng kể mức độ hao mòn các chi tiết và kéo dài thời gian phục vụ của
dầu. Trong động cơ có thể làm sạch dầu bằng ba phương pháp : Lọc, lắng, lọc bằng
ly tâm.
Tùy thuộc vào mức độ làm sạch của các loại bầu lọc mà mỗi loại bầu lọc có
một yêu cầu về kết cấu và khả năng làm sạch của chúng cũng khác nhau bởi vì
chúng được lắp đặt ở những vò trí khác nhau và làm những nhiệm vụ lọc sạch với
mức độ sạch khác nhau.
1.5.2. Bình lọc thô.
Theo cấu tạo của phần tử lọc, người ta chia lọc thô ra các loại : Lọc qua sợi,
qua đóa, qua tấm lọc.

sẽ không đi qua được thì viên bi thép của van an toàn sẽ bò áp lực dầu đẩy mở ra,
dầu qua đó trực tiếp đi vào đường dầu chính. Van an toàn 1 sẽ mở khi lọc tắc, đưa
dầu bôi trơn đi bôi trơn (không qua lọc ). Lọc qua khe có kích thước hạt giữ lại
khoảng ( 0,07- 0,12 )mm, tốc độ dầu qua lọc khoảng (6-12 )cm/s, sức cản thủy động
khoảng ( 0,2-0,5 )Kg/cm
2
. Các bình lọc thô lọc toàn bộ số dầu số dầu tuần hoàn
trong máy. Để nâng cao sức sống cho máy và để có thể sửa chữa, thay thế ruột lọc
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Trang 22

trong lúc máy vẫn làm việc, người ta thường đặt hai tấm lọc thô làm việc song song
và bố trí van ba ngả để điều khiển sự làm việc độc lập hay song hành của chúng. Ở
một số động cơ người ta gắn thêm bộ lọc dầu nội ngay bên dưới thùng dầu để lọc
trước khi xả (hình1.18)

Hình 1.18 Bộ lọc dầu nội gắn với bơm dầu bên trong thùng dầu
1.5.3 Bầu lọc tinh.
Bầu lọc tinh có thể lọc được các tạp chất có đường kính hạt rất nhỏ đến
0,1mm. Do đó sức cản của lọc tinh rất lớn nên phải lắp theo mạch rẽ và lượng dầu
phân nhánh qua lọc tinh không qúa 20% lượng dầu của toàn mạch. Dầu sau khi qua
lọc tinh thường trở về cácte.
Cấu tạo : Bầu lọc tinh bao gồm các phần tử cơ bản sau: (hình 1.19 )
Bầu lọc tinh dùng để lọc sạch dầu làm cho dầu trở nên tinh khiết trước khi
đưa vào bôi trơn. Trong bầu lọc có lắp ống trung tâm. Thân ống có lỗ nhỏ. Miệng
dưới của ống bắt với lỗ dầu ra và lỗ dầu vào, vỏ bầu lọc lắp với ống dầu vào. Nắp

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Trang 24 Hình 1.20 Bầu lọc cơ khí.
1. Thân bầu lọc; 4. Đường dầu ra;
2. Đường dầu vào; 5. Phần tử lọc;
3. Nắp bầu lọc; 6. Lưới của phần tử lọc.
Bầu lọc thấm dùng lưới lọc bằng đồng thường được dùng trên động cơ tàu
thủy và động cơ tónh tại. Lõi lọc gồm các khung lọc 5 bọc bằng lưới đồng ép sát
trên trục của bầu lọc. Lưới đồng dệt rất dày có thể lọc sạch tạp chất có kích thước
0,1 - 0,2 mm.
Nguyên lý làm việc : Dầu bẩn có áp suất cao đi vào bầu lọc theo đường dầu
vào số 2 sau đó thấm qua các khe hở nhỏ của lưới lọc rồi chui qua các lỗ nhỏ trên
ống và thoát ra ngoài theo đường dầu số 4. Các tạp chất có kích thước lớn hơn kích
thước khe hở sẽ bò giữ lại. Vì vậy, loại bầu lọc thấm này chỉ lọc được những phần
tử có kích thước nhất đònh.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Trang 25 Hình 1.21 Bầu lọc ly tâm.