Trong thế giới phức tạp của động cơ ô tô, hệ thống bôi trơn đóng vai trò không thể phủ nhận trong việc duy trì và nâng cao hiệu suất của xe. Nó không chỉ là sự kết hợp của các dầu nhờn và chất phụ gia, mà còn là một công nghệ tiên tiến đòi hỏi sự chính xác và chăm sóc chi tiết.
Hệ thống bôi trơn động cơ ô tô là một hệ thống quan trọng trong động cơ ô tô, có nhiệm vụ cung cấp chất bôi trơn để giảm ma sát và hạn chế sự mài mòn giữa các bộ phận chạy trong động cơ. Điều này bảo đảm rằng các bộ phận chạy như pistons, xi lanh, trục khuỷu, và bạc đạn di chuyển một cách mượt mà và hiệu quả.

I. Hệ thống bôi trơn bao gồm các thành phần sau:

Tong-quan-he-thong-boi-tron-dong-co-o-to

Tổng quan hệ thống bôi trơn động cơ ô tô

1. Các te dầu, bơm dầu, lọc dầu, các mạch dầu

Hệ thống bôi trơn phân phối dầu tới khắp động cơ. Dầu được hút từ các te bằng bơm dầu. Mạch dầu là những rãnh nhỏ trong khối lốc máy cung cấp dầu trực tiếp tới các bộ phận chuyển động. Các rãnh này cho phép dầu tới bạc trục cam, cơ cấu phối khí, bạc trục khuỷu. Lỗ dầu ở bạc chính cổ trục khuỷu cho phép dầu tới các bạc biên (đầu to thanh truyền). Dầu được bơm vào bạc chính cổ trục khuỷu cũng được bơm theo các rãnh dầu trên thanh truyền để phun vào thành xy lanh. Sau khi tuần hoàn khắp động cơ, dầu trở về các te do trọng lực và được làm mát. Hệ thống này được gọi là hệ thống bôi trơn ướt vì dầu được giữ trong một các te để luôn sẵn sàng cho chu kỳ bôi trơn tiếp theo. Một số động cơ có hệ thống bôi trơn khô, nó sử dụng tất cả các bộ phận để làm bộ phận chứa dầu và bôi trơn động cơ. Nó khác với hệ thống bôi trơn ướt ở đường tuần hoàn của dầu. Ở hệ thống bôi trơn khô, dầu rơi xuống các te dầu, một bơm phụ sẽ bơm dầu này tới bình chứa nơi mà bơm chính sẽ bơm dầu này tới lọc dầu và bôi trơn động cơ. Vì không có dầu tích trữ dưới động cơ nên chiều cao động cơ sẽ thấp hơn kiểu có hệ thống bôi trơn ướt. Bình dầu có thể được bố trí xa động cơ để làm mát tốt hơn. Lượng dầu cần thiết đối với hệ thống bôi trơn các te khô thì nhiều hơn so với hệ thống bôi trơn các te ướt.

2. Động cơ diesel

Động cơ diesel được bôi trơn tương tự như động cơ xăng nhưng có sự khác biệt. Động cơ diesel thường hoạt động với tầm công suất lớn nên thường có nhiệt độ cao hơn động cơ xăng cùng loại. Do đó, các bộ phận của động cơ luôn phải chịu tác động về nhiệt lớn, vì vậy dầu cho động cơ diesel cần được phân loại và sử dụng phù hợp với đặc tính của động cơ.

3. Van an toàn:

Một van an toàn được sử dụng để ngăn cho áp suất dầu tăng lên quá cao. Nó giống như một van xả được kiểm soát, đưa trả dầu về các te để duy trì áp lực cần thiết cho toàn hệ thống. Ở điều kiện động cơ lạnh, áp suất dầu cần thiết để đưa đến các khe hở nhỏ ở các bạc có thể rất lớn, dẫn đến phá hỏng bơm, van an toàn mở và cho dầu về các te để giảm áp suất.

4. Các te dầu:

Các te được gắn bằng bu lông bên dưới bệ trục khuỷu. Nó như một bình chứa, chứa dầu để bôi trơn động cơ, sau đó thu lại dầu từ hệ thống bôi trơn động cơ. Các te có thể được dập từ thép lá mỏng, hình dạng phải đảm bảo dầu có thể trở về khoang sâu nhất. Đường ống hút dầu và lọc thô được bố trí ở khoang sâu nhất để đảm bảo nó luôn được ngập trong dầu, ngăn chặn việc không khí có thể bị hút vào trong hệ thống. Lọc thô ngăn chặn những cặn bẩn lớn hoặc muội than vào bơm dầu vì có thể làm hỏng bơm. Ống hút dầu nối với ngõ vào của bơm dầu, đó chính là ngõ áp suất thấp. Các vách ngăn ở các te giúp dầu ổn định khi xe vào cua, tăng tốc hoặc giảm tốc, diện tích mặt ngoài lớn giúp các te giải nhiệt ra không khí. Trong một vài thiết kế, các te là hợp kim nhôm đúc có gân nhằm tăng khả năng giải nhiệt

5. Đèn cảnh báo áp suất dầu:

Nếu đèn sáng trong khi động cơ đang chạy, có thể cho thấy áp lực dầu thấp và hệ thống bôi trơn không hoạt động đúng; hãy dừng xe, kiểm tra mức dầu và đổ thêm dầu nếu cần thiết

II. Bơm dầu và bộ làm mát dầu

Bom-dau-va-bo-lam-mat-dau-he-thong-boi-tron-tren-o-to

Bơm dầu và bộ làm mát hệ thống bôi trơn động cơ ô tô

Một bơm dầu có khả năng cung cấp lượng dầu lớn hơn nhu cầu của động cơ. Đó là một biện pháp đảm bảo an toàn cho động cơ là không bao giờ bị thiếu dầu. Khi bơm quay, và khi động cơ tăng tốc, lượng dầu được cung cấp cũng tăng lên. Giữa các bộ phận chuyển động có một khe hở cố định để ngăn không cho dầu trở về các te. Bơm dầu có nhiều kiểu khác nhau và bơm có thể được dẫn động từ trục cam hoặc trục khuỷu.

Bơm rotor (Trochoid):
Trong loại bơm rotor, một rotor bên trong dẫn động rotor bên ngoài. Khi các rotor quay, thể tích giữa chúng tăng lên. Phần thể tích lớn hơn là ngõ vào của bơm, dầu sẽ được đẩy vào các các khoang giữa các bánh răng nhờ sự chênh lệch áp suất. Khi các răng của rotor bên trong di chuyển đến rotor bên ngoài, dầu được nén lại và tăng áp suất.

Bơm bánh răng:
Trong bơm bánh răng, bánh răng dẫn động được lồng vào giữa bánh răng thứ cấp. Khi hai bánh răng quay, răng của chúng rời ra sẽ tạo vùng dầu áp suất thấp. Áp suất dầu ở môi trường xung quanh lớn nên dầu sẽ được đẩy vào ngõ vào, khoảng không gian giữa các răng được điền đầy dầu. Khi bánh răng quay, dầu chuyển tới vùng không gian hẹp hơn nên áp suất tăng lên và dầu được đẩy về hướng ngõ ra tới lọc dầu.

Bơm lưỡi liềm (Crescent):
Một bơm lưỡi liềm bao gồm hai bánh răng có thể quay được; bánh răng bên trong lăn trên vòng răng của bánh răng bên ngoài và ngược lại. Bánh răng bên ngoài thì lớn hơn và có nhiều răng hơn,nhưng tất cả các răng đều có cùng kích thước. Khi các răng rời nhau (phần phía dưới bên trái của hình vẽ) thì nó tạo ra một khoảng không để rút dầu vào khi vừa qua lỗ dầu. Khi các răng này lại ăn khớp với nhau sẽ nén dầu ở ngõ ra (phần màu đen ở giữa hình vẽ). Thông thường, bánh răng bên trong được dẫn động bằng một trục, bánh răng bên ngoài được dẫn động bằng bánh răng bên trong ở các điểm tiếp xúc (phần phía trên bên trái của hình vẽ). Ưu điểm của bơm kiểu này là thiết kế đơn giản và ít phải bảo dưỡng. Nó được sử dụng phổ biến ở nhiều ứng dụng trong đó có hộp số tự động.

Bộ làm mát dầu:
Bộ làm mát dầu phổ biến cho một vài kiểu động cơ, trên những động cơ này thì bộ làm mát và lọc dầu được gắn trên thân máy.

III. Lọc dầu

Bo-loc-dau-cua-he-thong-boi-tron-tren-o-to

Bộ lọc dầu của hệ thống bôi trơn trên ô tô

Hầu hết trên các động cơ, dầu được đưa đến bơm thông qua một máng hứng có lọc thô để tách bớt các cặn, tạp chất lớn. Ngoài ra dầu còn được lọc tinh thông qua lọc dầu. Phần lớn các phần tử lọc được làm bằng vật liệu giấy đặc biệt. Nó chỉ có thể thay thế định kỳ chứ không thể làm sạch được. Dầu vào lọc từ bên ngoài thông qua các lỗ lọc sau đó qua các lớp giấy lọc đặc biệt và đi ra ở giữa để đưa tới các bộ phận của động cơ. Một bộ giới hạn áp suất dầu được lắp phía bên ngoài của bệ trục khuỷu. Lọc dầu có thể bị tắc do cặn bẩn, vì lí do an toàn nó có một ngõ tràn “by-pass” cho phép dầu chảy qua van khi áp suất dầu đạt tới áp suất giới hạn. Van tràn trong lọc dầu cũng mở khi dầu còn nguội vì dầu khó có thể lọt qua các phần tử lọc. Lọc được làm từ nhiều vật liệu khác nhau để đảm bảo khả năng giữ lại các hạt mài, cặn bẩn trong dầu, lọc cũng được thiết kế với diện tích bề mặt lớn để đảm bảo một lượng dầu sạch đủ cho hoạt động của động cơ. Hầu hết các lọc dầu trên động cơ diesel lớn hơn trên động cơ xăng cùng cỡ. Động cơ diesel tạo ra nhiều hạt các bon hơn động cơ xăng, vì vậy lọc dầu động cơ diesel phải có một phần tử lọc để “bẫy” tất cả các hạt các bon này, và một phần tử nhánh sẽ thu nhặt tất cả các hạt các bon cũng như muội than. Lọc dầu li tâm thì ít phổ biến hơn các loại khác. Nó làm việc trên nguyên tắc các hạt cặn bẩn rắn thì thường nặng hơn dầu. Một lồng chứa quay với tốc độc cao và các hạt rắn bị bắn vào lồng chứa, nhưng dầu thì vẫn chảy qua được thông qua một ngõ thoát ở giữa trong khi dầu đi qua một con đường thoát ra khỏi trung tâm lọc.

Hệ thống bôi trơn động cơ không chỉ giúp giảm mài mòn và gia tăng tuổi thọ của các bộ phận chạy mà còn giữ cho động cơ làm việc ổn định và hiệu quả. Việc duy trì một hệ thống bôi trơn đúng cách là quan trọng để đảm bảo sự hoạt động đúng đắn và bền bỉ của động cơ ô tô.