Cùng tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống dầu bôi trơn trên ô tô hiện đại
Sự tuần hoàn của dầu bôi trơn trong động cơ như sau:
– Dầu bôi trơn ở cacte dầu được hút qua lọc thô bởi bơm dầu. Lọc thô sẽ lọc những hạt có kích cỡ lớn.
– Dầu đi vào lọc tinh, nơi lọc các hạt nhỏ hơn, bụi và cặn.
– Từ lọc tinh, dầu đi vào đường dầu chính trong thân máy.
– Từ đường dầu chính, dầu đi qua các đường dầu nhỏ hơn đến trục cam, piston, trục khuỷu, và các chi tiết chuyển động khác. Các lỗ dầu và vòi phun sẽ đưa dầu đến các bộ phận trọng yếu, như bạc lót hay piston.
– Khi dầu bôi trơn bề mặt của các chi tiết chuyển động, nó liên tục bị đẩy ra bởi dầu mới. Dầu nhỏ ra từ các bề mặt trở về cacte dầu. Trong nhiều loại động cơ, một bộ làm mát dầu được dùng để làm mát dầu trước khi dầu được hút vào lọc thô để lặp lại chu trình
Cacte dầu và lọc thô
Cacte dầu được lắp ở phần dưới của thân máy. Nó cung cấp một nơi chứa dầu cho động cơ và làm kín hộp trục khuỷu. Cacte dầu cũng giúp tản nhiệt của dầu
ra không khí xung quanh. Một số loại cacte dầu có vách ngăn để giảm thiểu dầu vung tóe trong cacte khi động cơ hoạt động.
Lọc thô là một màng lưới ngăn không cho cặn bẩn và hạt đi vào cửa hút của bơm. Lọc thô được đặt ở đáy cacte dầu và gắn với phía cửa hút của bơm. Lọc thô
được giữ hoàn toàn ngập trong dầu động cơ để không khí không bị hút vào bơm dầu. Dầu đi qua lọc thô vào cửa hút của bơm, sau đó lưu thông đi khắp động cơ.
Bơm dầu
Bơm dầu cung cấp sức đẩy để đẩy dầu có áp suất đi khắp động cơ. Bơm dầu hút dầu từ cacte dầu và luân chuyển dầu đi khắp hệ thống bôi trơn dưới áp suất. Bơm dầu thường được lắp trên thân máy hoặc trong nắp cacte trước. Bơm dầu thường được dẫn động trực tiếp bởi trục khuỷu hoặc sử dụng xích hay đai dẫn động. Bơm dầu động cơ là loại bơm thể tích.
CHÚ Ý:Tất cả dầu đi vào cửa hút đều đi ra cửa đẩy của bơm.
Van điều áp
Dầu quá áp có thể làm hỏng phớt và đệm làm kín, gây rò rỉ dầu. Bơm dầu càng chạy nhanh, nó càng bơm nhiều dầu. Hệ thống bôi trơn cũng bao gồm một van điều áp để giới hạn áp suất tối đa mà bơm có thể tạo ra. Nếu tất cả dầu từ bơm bị đẩy vào đường dầu chính, dầu sẽ nhanh chóng nóng lên và bị phân hủy. Để giới hạn áp suất dầu, van điều áp mở ra khi đạt giới hạn định sẵn và đưa một phần dầu từ cửa đẩy của bơm trở lại cửa hút hoặc trở lại cacte dầu.
Các loại bơm dầu
Bơm kiểu rotor
Bơm dầu kiểu rotor sử dụng hai rotor quay, cái này quay bên trong cái kia để tăng áp suất dầu. Hai rotor quay với những tốc động khác nhau không đáng kể do rotor bên trong có ít răng hơn rotor bên ngoài. Các rotor quay có răng tròn và trơn. Những loại rotor này được
gọi là bánh răng cycloid.
Trong thiết kế này, trục khuỷu dẫn động rotor trong.
Rotor trong dẫn động rotor ngoài. Khi hai rotor quay, các khoang bơm được hình thành giữa các răng của hai
rotor. Các khoang bơm này trở nên nhỏ lại và lớn ra khi các răng tiến đến ăn khớp với nhau.Có các cửa trên vỏ
bơm tại điểm ăn khớp (cửa ra của bơm) và tại điểm nhả khớp (cửa hút) cho phép dầu đi vào và đi ra khỏi bơm.
Kiểu bơm rotor rất bền và chịu được tốc độ làm việc cao. Bơm rotor tạo ra một lưu lượng dầu ổn định, chứ không phải là dạng xung. Bơm rotor được sử dụng trên nhiều loại động cơ có một lỗ nhỏ ở cửa ra cho phép bọt khí thoát ra. Nếu không có dầu trong bơm do động cơ không hoạt động quá lâu, lỗ nhỏ này sẽ xả không khí nhanh một cách chóng khi động cơ khởi động, cho phép dầu bôi trơn đi ngay đến các bộ phận trọng yếu của động cơ.
Bơm bánh răng
Trong kiểu bơm bánh răng, hai bánh răng được sử dụng để luân chuyển dầu trong bơm. Trục cam hoặc trục khuỷu sẽ dẫn động bánh răng chủ động. Khi bánh
răng chủ động quay, nó ăn khớp với bánh răng bị động xoay ngược chiều. Khi các bánh răng quay trong thân bơm, chúng tạo ra sức hút ở cửa vào. Dầu được
chuyển đi giữa các răng và thân bơm, dưới áp suất được cấp đến cử
Bơm cánh gạt có lưu lượng thay đổi
Bơm cánh gạt sử dụng các cánh gạt dẫn bởi một moayơ trung tâm để luân chuyển dầu và tạo áp suất. Với các bộ phận bổ sung, bơm cánh gạt có thể thay đổi thể tích của chúng làm giảm tổn thất công suất danh định đến 10%. Bơm cánh gạt được lắp phía dưới động cơ và dẫn
động bằng đai hoặc xích.
Bơm cánh gạt sử dụng một số cánh gạt được dẫn động bởi một moayơ. Tâm của moayơ lệch so với tâm của vỏ bên ngoài. Độ lệch tâm tạo ra khoảng không mà khi các cánh gạt đi qua sẽ tạo thành khoang bơm làm luân chuyển và tăng áp suất cho
dầu động cơ.
Lượng dầu đầu ra hay dung tích tích bơm có liên quan đến độ lệch tâm giữa moayơ và vỏ bên ngoài. Khi vị trí của moayơ và vỏ bên ngoài cố định thì dung tích bơm cũng cố định. Việc thay đổi vị trí của vỏ bên ngoài so với moayơ làm thay đổi dung tích bơm. Dung tích bơm dầu biến thiên và có thể giảm đủ để đáp ứng nhu cầu bôi trơn cần thiết của động cơ.
Bơm có dung tích thay đổi có một vòng điều chỉnh tạo thành phần ngoài của bơm dầu. Vòng điều chỉnh có chốt ở trên và lò xo điều chỉnh ở dưới. Chung quanh vòng điều chỉnh chứa dầu có áp suất. Khi áp suất dầu bên ngoài vòng điều chỉnh đủ cao để thắng lực lò xo và di chuyển vòng điều chỉnh thì dung tích bơm sẽ giảm.
CHÚ Ý:Việc giảm dung tích bơm làm giảm công suất cần thiết để kéo bơm. Điều này làm tăng hiệu suất sử dụng nhiên liệu.
Áp suất dầu bao quanh vòng điều chỉnh không được cung cấp trực tiếp từ cửa ra của bơm. Trước tiên nó đi qua lọc tinh và van điều áp hoặc van thủy lực điều khiển điện tử. Những hệ thống này bảo đảm rằng áp suất dầu động cơ được cung cấp bên ngoài vòng điều chỉnh cả khi áp suất dầu động cơ nằm trong tiêu chuẩn hoạt động hoặc khi PCM cần.
Sự giảm dung tích của bơm dầu chỉ xảy ra khi áp suất dầu động cơ cung cấp đến vòng điều chỉnh và áp suất của nó đủ cao để thắng lực lò xo và di chuyển vòng điều chỉnh.
Lọc tinh
Lọc tinh giữ lại các hạt kim loại nhỏ hơn, bụi, mảnh vụn lẫn trong dầu để chúng không lưu thông đi khắp động cơ. Lọc tinh giữ dầu được sạch làm giảm hao mòn
động cơ. Lọc tinh giữ lại các hạt rất nhỏ có thể đi qua được lọc thô.
Tất cả lượng dầu được bơm bởi bơm dầu đều đi qua lọc dầu. Lọc dầu chứa phần tử lọc bằng giấy để lọc các hạt rắn khỏi dầu. Dầu từ bơm dầu đi vào lọc dầu thông qua các lỗ dầu. Trước tiên dầu đi chung quanh phần ngoài của phần tử lọc. Sau đó dầu đi xuyên qua lớp vật liệu lọc vào trung tâm của phần tử lọc. Cuối cùng, dầu đi đến mạch dầu chính qua ống dầu ở trung tâm của phần tử lọc.
Lọc tinh được gắn chặt vào ống dầu của mạch dầu chính. Một phớt làm kín ngăn không cho dầu rò rỉ tại chỗ kết nối giữa lọc và thân máy.
Khi phần tử lọc trở nên bẩn, bơm dầu phải làm việc nặng hơn để đẩy dầu xuyên qua lọc. Nếu lọc bị tắc nghẽn, và không có đường nào vòng qua lọc, có thể dẫn đến hư hại động cơ. Để ngăn những hư hại này, lọc dầu cũng bao gồm một van lò xo nối tắt. Van này được thiết kế cho dầu đi tắt qua lọc nếu lọc bị tắc nghẽn. Khi áp suất trước van đủ lớn để thắng lực lò xo trên van nối tắt, van sẽ mở, cho phép một lượng dầu đi tắt qua lọc và đi thẳng đến mạch dầu chính
Que thăm dầu
Que thăm dầu động cơ được sử dụng để đo mức dầu bên trong cacte dầu. Một đầu của que thăm nhúng vào phần trên của cacte dầu, đầu còn lại có tay nắm để
có thể kéo ra một cách dễ dàng. Phần đầu nhúng vào dầu có một thước đo để chỉ ra mức dầu nên đổ vào
động cơ.
Một điều quan trọng là phải luôn giữ mức dầu trên vạch “MIN”. Cũng không nên đổ dư dầu hoặc để dầu chảy quá chậm trong hộp trục khuỷu. Quá nhiều dầu trục
khuỷu có thể sẽ tiếp xúc với dầu và đánh nó lên cho tới khi nổi bọt. Bơm dầu không thể bơm được bọt, và bọt cũng không thể bôi trơn được. Mức dầu thấp có thể gây nên quá nhiệt cho dầu, dẫn đến hỏng bạc lót. Mức dầu quá cao hay quá thấp đều làm tăng lượng tiêu hao dầu bôi trơn
Thiết bị báo áp suất dầu
Bảng điều khiển có một số loại thiết bị báo áp suất để cảnh báo người lái khi hệ thống bôi trơn không còn giữ được áp suất dầu cần thiết cho động cơ.
Thiết bị báo có thể là dạng đồng hồ hoặc đèn báo.
