Giáo trình Động cơ đốt trong

ộ phận trên động cơ thông thường như sau : Nhóm pit tông -xi lanh -xéc măng 13% Cơ cấu trục khuỷu -thanh truyền 12% Cơ cấu phối khí 7% Hê thống đánh lửa 45% Hệ hống nhiên liệu 18% Hệ thống làm mát 4% Hệ thống bôi trơn 1% Như vậy có thể thấy các hư hỏng tập chung vào 2 hệ thống nhiên liệu và đánh lửa ,mà nhiều khi do điều chỉnh sai các thông số kỹ thuật gây nên. Những sai lệch về kết cấu bên trong , thường được phản ánh gián tiếp qua những thông số như công suất hữu ích ,thành phần khí xả ,áp suất cuối kỳ nén . Giữa chúng có mối liên hệ chặt chẽ với nhau theo một quy luật nhất định như khi nhóm pittong-xi lanh -xec măng bị mòn thì khe hở lắp ghép (tham số kết cấu của chúng tăng lên ,làm tăng lượng khí lọt xuống các te ( tham số ra ). Qua kiểm tra độ lọt khí các te có thể rút ra những kết luận về tình trạng của nhóm chi tiết này mà không cần tháo máy . Tuy nhiên có những tham số lại chịu ảnh hưởng của nhiều tham số kết cấu cùng tác động ,thí dụ công suất động cơ là một tham số ra , sự suy giảm công suất có thể do rất nhiều nguyên nhân như mòn nhóm pittông -xi lanh - xéc măng, hở xu páp và đế, quá trình cháy tồi, điều chỉnh góc đánh lửa hoặc phun sớm sai …..Nếu thấy công suất giảm đã vội kết luận động cơ bị mòn là không hợp lý .Vì thế việc lựa chọn một số tham số ra để chuẩn đoán hư hỏng phải thoả mãn các điều kiện sau : - Chúng chỉ phản ánh duy nhất một trạng thái kết cấu nào đó của dộng cơ - Có thay đổi lớn về giá trị so với thay đổi của tham số kết cấu mà chúng phản ánh để đảm bảo chuẩn đoán chinh xác - Có thể đo một cách dễ dàng và thuận tiện, điều kiện thứ nhất chỉ rằng : Khi một tham số kết cấu có sự thay đổi giá trị thì tham số phải phản ánh trạng thái tham số kết cấu đó chỉ có thể tăng hoặc giảm theo một chiều nhất định , giống như một hàm đơn trị trong toán học . thí dụ khi khe hở nhóm pittong và xi lanh xéc măng tăng lên vì mài mòn thì công suất của động cơ sẽ giảm , mài mòn không thể vừa làm giảm vừa làm tăng công suất do đó tham số công suất thoả mẵn điều kiện thứ nhất bởi khi nó bị giảm (nếu chỉ bị mài mòn) có thể kết luận là do khe hở bit tông - xi lanh -xéc măng tăng . Tuy nhiên sự tăng khe hở của nhóm chi tiết này lại dẫn đến hiện tượng làm tăng độ lọt khí các te, khi mòn đến mức độ lọt khí các te tăng gấp từ 1400-1500% trong khi công suất chỉ giảm từ 15-20% so với lúc mới . Như vậy nếu chuẩn đoán độ mòn của nhóm pittông - xi lanh - xéc măng qua phương pháp đo độ lọt khí các te rõ ràng sẽ chính xác hơn so với đo công suất , cho dù phép đo lọt khí các te sai số tới 100% pittông -xi lanh -xéc măng thì kết quả lọt khí lớn vẫn đủ kết luận về tình trạng mòn của chúng . Như vậy độ lọt khí các te thoả mãn điều kiện 2 đã nêu . Điều kiện 3 là hiển nhiên , vì một tham số ra có ý nghĩa rất tốt để chuẩn đoán nhưng nếu không đo được thì cũng không thể sử dụng chúng được . có thể lấy việc đo khí xả của động cơ làm ví dụ : trước kia việc phân tích một mẫu khí bằng phương pháp đo phân tích (dung bình Ocsar)có thể mất hàng giờ , ngày nay với các thiết bị hiện đại như sử dụng phổ kế hồng ngoại , phổ kế tử ngoài hoặc phương pháp quang hoá , cho phép xác định chính xác hàm lượng các chất CO,NO,HC chỉ trong vài phút nhờ đó việc chuẩn đoán động cơ qua thành phần khí xả đã trở nên rất thông dụng . 5.2 Phân loại các phương pháp chuẩn đoán Căn cứ theo tính chất của tham số ra,có thể phân thành 3 dạng chuẩn đoán chính là : Chuẩn đoán chung Chuẩn đoán hệ thống Chuẩn đoán riêng 1. Chuẩn đoán chung Tham số chuẩn đoán như công suất hữu ích ,nhiệt độ và thành phần khí xả ,tổn thất cơ giới mức độ ồn và va đập , hàm lượng mạt kim loại trong dầu bôi trơn, Phản ánh chung trạng thái chất lượng của động cơ . do chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố nên chúng chỉ nói lên trạng thái làm việc chung của động cơ là tốt hay sấu mà không chỉ rõ hư hỏng ở bộ phận nào . 2 . Chuẩn đoán hệ thống Tham số chuẩn đoán phản ánh trạng thái chất lượng của từng cơ cấu , hệ thống của động cơ , thường là : a- Hệ thống nhiêu liệu của động cơ điesel : - Góc phun sớm - áp suất phun - lượng nhiên liệu chu trình của từng nhánh bơm - Độ đồng đều về nhiên liệu giữa các vòi phun b- Hệ thống bôi trơn - Độ chênh lệch áp suất dầu bôi trơn trước và sau lọc - áp suất dầu trên đường dầu chính - áp suất mở của các van tràn trên đường dầu chính và trong lọc dầu c- Hệ thống phối khí - Lưu lượng khí nạp - Độ kín supáp và đế supáp d- Hệ thống làm mát - Độ chênh lệch nhiệt độ nước làm mát trước và sau két - Nhiệt độ bắt đầu mở van hằng nhiệt - Nhiệt độ mở van điện từ đóng li hợp quạt gió hoặc van điều chỉnh dầu vào khớp nối thuỷ lực của qụat gió 3. Chuẩn đoán riêng Nhằm xác định hư hỏng của một số chi tiết trong động cơ thông qua những tham số đặc trưng cho các hư hỏng đó , hoặc qua một số phương pháp kiểm tra bằng dụng cụ bên ngoài (thử ở trạng thái động cơ làm việc ) các chuẩn đoán riêng chi các nhóm chi tiết như sau : a - Nhóm pittông xi lanh -xéc măng - Lượng lọt khí xuống các te trong một đơn vị thời gian - Mức độ tiêu hao dầu nhờn thành muội than - Độ rò rỉ khí nén trong buồng cháy ( thử ở trạng thái tịnh ) - Độ chân không đường nạp - áp suất cuối kỳ nén b - Nhóm thanh truyền -trục khuỷu và bạc - áp suất dầu bôi trơn trên đường dầu chính - Tiếng gõ trục và bạc - Cường độ va đập của nhóm pittông thanh truyền khi thay đổi liên tục áp suất khí nén trong buồng cháy 5.3. Các phương pháp chuẩn đoán động cơ 1. Chuẩn đoán động cơ theo công suất hữu ích + Đặc điểm chung Công suất chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố như chất lượng quá trình cháy , độ kín khít của nhóm chi tiết bao kín buồng cháy , sự làm việc của các hệ thống phân phối khí -nhiên liệu -đánh lửa trạng tháiI nhiệt độ , tổn thất ma sát … Nếu chỉ do những nguyên nhân mài mòn bình thường , làm cho hoạt động của các bộ phận , hệ thống kém đi thì ở trạng thái mòn giới hạn , công suất của động cơ chỉ giảm từ 15-20% so với ban đầu . Những hiện tượng công suất giảm đột ngột so với định mức thường là do có sai lệch về góc đánh lửa sớm , góc phun sớm sai , bỏ máy do kênh su pap kẹt -gẫy xéc măng , hư hỏng vòi phun - bơm cao áp , mất tia lửa điện ở bugi ……. Nhận xét này cho ta hướng tìm hư hỏng nhanh chóng hơn khi phải sử lý trên động cơ cần kiểm tra . + Biểu hiện của động cơ khi công suất yếu - Nóng máy - Khói đậm mầu - Tăng tốc kém - Không kéo được tải - áp suất nén yếu - Trong một số trường hợp , máy có tiếng kêu bất thường , tốc độ không ổn định , tăng tiêu hao nhiên liệu và dầu bôi trơn. 2. Đánh giá chất lượng động cơ theo thành phần khi xả. Thành phần khi xả phản ánh tình trạng chung của động cơ về quá trình chuẩn bị và đốt cháy hoà khí, nó phụ thuộc vào các yếu tố như : tỷ lệ và sự hoà trộn đồng đều hoà khí, trạng thái nhiệt độ động cơ, tình trạng hoạt động của hệ thống đánh lửa trong động cơ xăng, chất lượng quá trình nén trong động cơ điezel, phẩm chất của nhiên liệu… a. Biểu hiện của khi xả Thông thường có thể quan sát khí xả qua mầu sắc như: Khí thải không mầu hoặc có mầu nâu rất nhạt: chứng tỏ quá trình cháy khá tốt. Khí thải có mầu nâu sẫm hoặc đen : Thừa nhiên liệu hoặc thiếu không khí do hệ thống nhiên liệu hỏng ( điều chỉnh sai lượng nhiên liệu cung cấp , vòi phun phun không tơi ) hoặc cản trở lớn ở đường nạp ( tắc bầu lọc khí , bướm gió mở không hết ..). Đối với động cơ tăng áp nhiều khi là do bộ tuốc bin máy nén làm việc không tốt gây nên . Khí thải có màu xanh đậm : Do lọt dầu nhờn vào buồng cháy khi nhóm xéc măng - xi lanh không bảo đảm kín khít , nếu khí màu xanh nhạt lúc có lúc không , thường do nguyên nhân bỏ máy . Khí thải có màu trắng : Máy lạnh hoặc có nước lọt vào buồng cháy . b. Phương pháp phân tích khí xả . Hiện nay thiết bị phân tích khí xả được sử dụng chủ yếu là loại đo nhanh thí dụ : Thiết bị dùng phổ kế đồng loại đo lượng CO ; dùng phương pháp quang hoá đo lượng NO, NO2; Thiết bị dò ION hoá ngọn lửa để đo thành phần HC … Để kiểm tra sự tồn tại muội than trong khí thải của động cơ điêzen thường kiểm tra độ cản quang hoặc xác định mức độ làm đen giấy lọc của luồng khí xả . Các kỹ thuật này hầu hết sử dụng kỹ thuật số trong quá trình thu nhận và sử lý số liệu , cho kết quả đo nhanh và lưu trữ thông tin trên máy hoặc in lên giấy 3. Chẩn đoán động cơ theo trạng thái nhiệt độ Nhiệt độ dộng cơ là một tham số phản ánh chung về chất chất lượng của quá trình cháy , hệ thống làm mát , tình trạng ma sát của các bề mặt trong nhóm pitông - xi lanh - xéc măng cũng như hệ thống trục - bạc . Về nguyên tắc khi hệ thống làm mát làm việc bình thường , thì nhiệt độ động cơ không thể vượt quá các chỉ số quy định , do hệ thống làm mát đã được thiết kế để tải hết lượng nhiệt mà động cơ phát ra ở chế độ công suất lớn nhất . Như vậy nhiệt độ vượt quá mức độ cho phép chỉ có thể do sự cố phát sinh trong quá trình làm việc của các bộ phận nêu trên . Nhiệt độ động cơ thường được báo qua nhiệt độ của nước làm mát , một số động cơ còn có cảm biến để đo nhiệt độ của nắp máy . Trong những động cơ tĩnh tại cỡ lớn nhiệt độ của khí xả của nước làm mát còn được do trên từng xi lanh giúp hiệu chỉnh để cho các xi lanh làm việc đồng đều . Sử dụng tham số nhiệt độ khi chẩn đoán không thể chỉ dựa vào nhiệt độ chung của động cơ , vì quá nhiều yếu tố ảnh hưởng đến nó . Tham số nhiệt độ nói chung chỉ có tác dụng thông báo trạng thái làm việc an toàn hay không an toàn để người sủe dụng có biện pháp dừng máy kiểm tra kịp thời . muốn biết nguyên nhân hư hỏng ở đâu cần có biện pháp kiểm tra nhiệt độ bổ xung trên từng khu vực . Khi quá trình cháy của động cơ không tốt như cháy kích nổ trong động cơ xăng , cháy quá muộn hoặc do đặt góc phun sớm hoặc góc đánh lửa sớm sai , thường làm nhiệt độ động cơ mau chóng tăng cao , mặc dù hệ thống làm mát vẫn hoạt động bình thường . Kết hợp với những tiếng rít khan đặc chưng của cháy kích nổ hoặc hiện tượng phụt lửa ra ngoài ống thải ta có thể xác định được nguyên nhân hư hỏng . 4. Chẩn đoán động cơ theo lượng khí lọt các te . Lượng khí lọt các te phản ánh duy nhất trạng thái của nóm xi lanh - pittông - xéc măng . Độ mài mòn càng tăng lượng khí lọt càng nhiều , ở trạng thái mòn giới hạn lượng khí lọt có thể tăng từ 14- 15 lần so với ban đầu . Trường hợp có lọt khí bất thường , phần lớn là do các sự cố như bó kẹt hoặc gẫy xéc măng . Ngoài mài mòn khí lọt các te còn phụ thuộc các điều kiện sau : Trạng thái nhiệt độ động cơ và sự bôi trơn thành xi lanh. Nhiệt độ tăng làm dầu bôi trơn loẵng ra nếu màng dầu bôi trơn thành xi lanh không đảm bảo lượng khí lọt sẽ tăng đáng kể . Tình trang phụ tải và tốc độ động cơ : Phụ tải càng tăng áp xuất cháy trong xi lanh càng lớn và mức độ lọt khí càng nhiều , Tốc độ động cơ tăng làm tăng ảnh hưởng của tiết lưu vì vậy lượng khí lọt sẽ giảm . Trường hợp có bỏ máy , sự lọt khí của máy đó xuống các te sẽ giảm hẳn, vì vậy lượng khí lọt chung của động cơ cũng giảm . 5. Chẩn đoán động cơ theo áp suất dầu bôi trơn . áp suất dầu bôi trơn đo trên đường dầu chính trước khi đi bôi trơn các cổ trục phụ thuộc vào các yếu tố sau : Sự mòn chi tiết bơm dầu nhờn làm giảm lưu lượng dầu ; Do độ nhớt dầu bôi trơn thấp ; Khe hở giữa các cổ trục và bạc lớn làm tăng khả năng thoát dầu , nên lượng dầu cung cấp không đủ tạo ra áp suất cần thiết Các sự cố trên đường dầu như nứt vỡ tắc đường ống do cặn bẩn hoặc dị vật ở phía trước đồng hồ báo áp suất ; Điều chỉnh lực lò xo ở van an toàn trên đồng hồ quá thấp Trạng thái nhiệt độ và tốc độ động cơ : Nhiệt độ càng cao độ nhớt càng giảm , tốc độ càng chậm lượng dầu cung cấp càng ít nên áp suất dầu càng thấp : Trường hợp áp suất dầu quá cao cũng không phải là điều tốt vì có thể do khe hở trục và bạc để quá nhỏ , hoặc nguy hiểm hơn là tắc đường dầu chính ở ngay sau đồng hồ và trước khi đi vào cổ trục , lúc này tuy đồng hồ báo áp suất cao nhưng cổ trục lại thiếu hoặc không có dầu bôi trơn . Trong bất kỳ tình huống nào khi áp suất dầu quá thấp hoặc quá cao đều không tốt và phải dừng máy để kiểm tra sửa chữa , như vậy áp suất dầu bôi trơn được coi như tín hiệu an toàn cho động cơ làm việc nhiều động cơ sử dụng nó để làm tín hiệu ngắt máy hoặc báo nguy . Nếu có biện pháp đo áp suất dầu ở từng vị trí thích hợp , có thể phát hiện hư hỏng cục bộ của động cơ . Thí dụ đo chênh lệch áp trước và sau lọc để phán đoán hiện tượng tắc lọc , chênh áp ở đầu và cuối đường dầu chính phản ánh khe hở các chi tiết trục và bạc v v .. Giá trị áp suất dầu bôi trơn ở trạng thái nhiệt độ quy định , được nhà chế tạo chỉ rõ theo chế độ tốc độ và loại động cơ . 6. Chẩn đoán động cơ theo tiếng va đập Đặc điểm của của một số tiếng gõ và thao tác kiểm tra như sau : Cổ chính và bạc : Thay đổi đột ngột tốc độ động cơ tiếng trầm đục và mạnh Cổ biên và bạc : Thay đổi đột ngột tốc độ động cơ , ngắt điện kiểm tra : tiếng gõ nhẹ và vang hơn cổ chính , triệt tiêu khi ngắt điện Chốt pitông và bạc : Thay đổi tốc độ đột ngột từ thấp đến trung bình , ngắt điện kiểm tra : Tiếng gõ kim loại đanh rõ , giảm khi ngắt điện Xu páp và đòn bảy : Vòng quay nhỏ và trung bình : Tiếng lách cách nhẹ đều ở mọi chế độ làm việc Tiếng bánh răng : Vòng quay nhỏ : Tiếng rào rào đều đều dễ lẫn với tiếng ồn chung Chương 6 các nguyên lý cơ bản của thuỷ lực học 6.1 Chất lỏng là một phương tiện truyền tải năng lượng Trong hệ thống thuỷ lực trên, dầu thuỷ lực được sử dụng để truyền tải năng lượng từ động cơ điện đến xi lanh thuỷ lực để nâng chiếc hộp. Hai ưu điểm của chất lỏng trong truyền tải năng lượng là hệ số nén thấp và tính dẻo cao. Khái niệm hệ số nén để biểu thị mức độ nén cùng nhau của một vật thể hay một chất nào đó . Ví dụ một hòn đá có hệ số nén rất thấp , trong khi đó không khí có hệ số nén rất cao. Khái niệm tính dẻo để biểu thị khả năng biến dạng của một vật thể hay một chất. Chất khí và chất lỏng không có hình dạng chính của chúng. Chúng tự thay đổi hình dạng để phù hợp với các vật thể bao quanh. Trái lại , một hòn đá vẫn giữ nguyên hình dạng của nó bất luận nó được đặt trong một chiếc hộp to hay nhỏ. Thực tế chất lỏng có hệ số nén thấp là rất tốt khi cần truyền tải một lực (một áp suất).Khi lực F tác dụng lên pit tông sẽ được truyền tải thành một áp suất lớn đồng đều tác động đến mọi hướng trong chất lỏng. Tính dẻo tốt là một điều rất có lợi cho một hệ thống thuỷ lực, bởi vì nó cho phép chất lỏng chảy dễ dàng qua các đường ống và các linh kiện trong hệ thống. Dầu thuỷ lực sẽ luôn chiếm đầy hình dạng khoảng không mà nó chiếm giữ. 6.2 Vận tốc dòng chảy Một chất lỏng mà nó không chảy vì nó được chứa trong thùng được gọi là chất lỏng tĩnh. Các chất lỏng trong hệ thống thuỷ lực thường là ở trạng thái chuyển động vì chúng chảy qua các đường ống và các van thuỷ lực. Tốc độ mà tại đó chất lỏng chảy qua một đường ống gọi là vận tốc dòng chảy. Vận tốc dòng chảy được đo bằng m/s. Vận tốc dòng chảy tăng khi cùng một thể tích chất lỏng chảy qua một đường ống có diện tích tiết diện nhỏ hơn trong cùng một khoảng thời gian. Trong hình vẽ mô tả ở trên dầu trong ống B có vận tốc dòng chảy cao hơn. Vận tốc dòng chẩy V = khoảng cách : thời gian [m/s] Khi vận tốc dòng chảy tăng thì áp suất tĩnh giảm. Trong hệ thống trên , vận tốc dòng chảy trong ống A lớn hơn, áp kế BM chỉ một áp suất thấp hơn áp kế AM. 6.3 Lưu lượng của dòng chảy Lưu lượng dòng chảy là thể tích chất lỏng chảy qua một mặt cắt ngang cho trước trong một đơn vị thời gian. Đơn vị đo lưu lượng dòng chảy là m3/s . Nếu lưu lượng dòng chảy trong hệ thống thuỷ lực tăng lên, pit tông trong xi lanh sẽ chuyển động nhanh hơn lên phía trên. Lưu lượng dòng chảy viết tắt là chữ : Q Công thức tính lưu lượng dòng chảy : Q = [m3/s] *Chú ý sự khác nhau giữa khái niệm " vận tốc dòng chảy" và " lưu lượng dòng chảy" Một ống mềm được nối với một bơm nước sẽ cho một lưu lượng dòng chảy cố định. Nếu nước được chảy tự do đến điểm kết thúc của ống, chiều dài của tia nước phun ra sẽ ngắn. Nếu bạn đặt ngón tay cái bịt vào điểm cuối của ống, vận tốc dòng chảy sẽ tăng và đồng thời tia nước cũng dài ra (áp suất trong ống sẽ tăng). Tuy nhiên chú ý rằng : lưu lượng dòng chảy là không đổi. 6.4 Năng lượng thuỷ lực Trong hệ thống thuỷ lực, năng lượng cơ học từ động cơ điện được chuyển thành năng lượng thuỷ lực. Năng lượng thuỷ lực được truyền tải đến bộ phận công tác đưới dạng dòng chảy chất lỏng áp suất. Độ lớn của năng lượng thuỷ lực phụ thuộc vào lưu lượng dòng chảy và áp suất . Năng lượng thuỷ lực được định nghĩa bằng lưu lượng dòng chảy nhân với áp suất. Lưu lượng dòng chảy Q được tính bằng (m3/s) và áp suất P được tính bằng (N/m2). Đơn vị đo năng lượng K là watt (W) : 1 W = 1 Nm/s = 1 J/s. Vì vậy , năng lượng K được tính như sau: K = Q x P = m3/s x M/m2 = Nm/s ( Nm/s = J/s = W 6.5 ảnh hưởng của lực ma sát đối với lực truyền tải Lực ma sát là chống lại chuyển động khi hai bề mặt chuyển động trượt lên nhau. Trong một hệ thống thuỷ thuỷ lực, dòng hảy của dầu bị ảnh hưởng bởi lực ma sát trong đường ống thuỷ lực, linh kiện thuỷ lực, và các đặc tính tự nhiên của dầu thuỷ lực. Lực ma sát là cho nhiệt độ dầu thuỷ lực tăng lên. Hiệu quả của hệ thống là lượng năng lượng được sử dụng từ năng lượng tiêu tốn để thực hiện công có ích. Lực ma sát ảnh hưởng tiêu cực đến hệ thống thuỷ lực, bởi vì một phần lực được truyền tải bị biến thành nhiệt. Hiệu quả của hệ thống sẽ giảm khi lực ma sát tăng. Dầu thuỷ lực có thể bị hỏng khi nhiệt độ quá cao. Các yếu tố sau đây làm tăng lực ma sát : Đường ống thuỷ lực dài. Có nhiều đoạn cong trong đường ống thuỷ lực. Có nhiều van và các linh kiện thuỷ lực khác. Dầu lạnh Độ nhớt dầu quá cao có nghĩa là dầu đặc. Đường ống thuỷ lực có đường kính bên trong nhỏ. 6.6 Phóng đại năng lượng - nguyên lý đòn bẩy Một ưu điểm của chất lỏng được dùng để truyền tải năng lượng là rất dễ làm tăng năng lượng. Việc tăng năng lượng có thể so sánh với nguyên lý đòn bẩy. Tuy nhiên, trong một hệ thống truyền tải thuỷ lực , lợi về năng lượng thì thiệt về quãng đường truyền tải. Hãy xem xét ví dụ về một cái kích thuỷ lực, chúng ta phải bơm nhiều lần để có thể nâng được một vật lên một khoảng cách rất ngắn. 6.7 Phóng đại năng lượng - các xi lanh thuỷ lực được nối cùng nhau áp suất được xác định là lực trên một đơn vị diện tích. Nếu áp suất tác dụng lên một diện tích rộng gấp đôi sẽ sản sinh một lực lớn gấp đôi. Được lợi về lực. áp suất trong chất lỏng tác động lên đồng đều mọi hướng. Trong hình vẽ trên pit tông A tác dụng lên chất lỏng trong hệ thống thuỷ lực với một áp suất nhất định. Có cùng một áp suất tác dụng lên pittong C, nhưng pittông C có diện tích bề mặt gấp đôi pittông A. Vì thế lực F2 được sử dụng để thực công qua cần pit tông D có độ lớn gấp đôi lực F1 nhưng thiệt về quãng đường đi Cần pit tông D sẽ có quãng đường dịch chuyển bằng một nửa quãng đường của cần pit tông B. Điều này bởi vì xi lanh 2 cần phhải được chứa đầy dầu thuỷ lực nhưng lại có thể tích gấp đôi thể tích xi lanh 1 Một đòn bẩy dài 2 m được gắn vào bức tường và chịu một lực F = 1000 N. Lực này làm cho đòn bẩy có xu hướng quanh diểm A, nơi đòn bẩy được gắn vào tường. Lực quay này gọi là lực xoắn hay mô men. Độ lớn của lực xoắn phụ thuộc vào độ lớn của lực (trọng tải ) và chiều dài đòn bẩy. Lực xoắn được tính toán là sản phẩm của lực F và chiều dài đòn bẩy L. Lực xoắn (Mô men) của mô tơ được tính là lực làm quay trục môtơ. Lực xoắn Mf = F x L [N/m] Lực F tính bằng newton (N) L tính bằng mét (m) Một cánh tay ( có nghĩa là một đòn bẩy) 1m được gắn vào trục mô tơ. Một lực vừa đủ cần thiết để chống chuyển động quay của mô tơ chính là lực xoắn của mô tơ và được tính là Newton x mét (N.m). Năng lượng của mô tơ được xác định bằng độ lớn của lực xoắn làm quay trục mô tơ và tốc độ mà tại đó mô tơ bắt đầu quay. Năng lượng của mô tơ được tính bằng watt (W) hoặc kilowatt ( KW ) 1 KW = 1000 W. 6.8 Hiệu suất Một động cơ điện dẫn động cho một bơm trong hệ thống thuỷ lực. Năng lượng thuỷ lực mà hệ thống đó truyền tải phụ thuộc vào năng lượng mô tơ, có nghĩa là lực xoắn và tốc độ quay của mô tơ. Năng lượng thuỷ lực công ích thường ít hơn năng lượng do mô tơ tạo ra bởi vì do ma sát trong động cơ, đường ống thuỷ lực, van ... Tỷ lệ giữa năng lượng công ích và năng lượng đầu vào gọi là hiệu suất của hệ thống. Năng lượng công ích Hiệu suất = Năng lượng đầu vào Các ký hiệu linh kiện thuỷ lực Tuyến làm việc Tuyến điều khiển Tuyến xả ( Cả khí ) Tuyến ống mền Tuyến điện Tuyến chấm gạch bao quanh các thành phần được lắp như bên là trong một cụm Trục , tay gạt, cán piston Điểm nối các đường ống Hướng của dòng dầu thuỷ lực trong bơm và trong mô tơ Hướng của dòng khí nén ( Trong máy nén và trong mô tơ khí ) Hướng chảy đi của dầu thuỷ lực, khí nén Chiều quay Đường và hướng của dòng qua van Đường vuông goác nhỏ chỉ sự dịch chuyển của mũi tên Chỉ khả năng diều chỉnh Lò xo Lò xo điều chỉnh được PUMPS AND COMPRESSORS Bơm thuỷ lực thể tích không đổi một hướng Bơm thuỷ lực thể tích không đổi hai hướng Máy nén khí MOTORS Mô tơ điện Mô tơ thuỷ lực thể tích không đổi 1 hướng Mô tơ thuỷ lực thể tích không đổi hai hướng Mô tơ khí nén thể tích không đổi 1 hướng Mô tơ lắc ( dao động thuỷ lực ) VALVES Van là hình vẽ 1 hàng các hình vuông trong đó mối hình vuông chỉ 1 vị trí làm việc của van DIRECTIONAL CONTROL VALVE Các van mở hay đóng một hay nhiều hướng , hướng điều khiển của van là một hàng các hình vuông trong đó các đường nối tiêu biểu vị trí ban đầu Cửa đánh dấu ở hướng các van điều khiển P- áp suất bơm A,A,C - Đường làm việc T- Thùng dầu X,Y,Z - Đường áp lực điều khiển a,b,c - điểm nối của điều khiển điện Một dòng chảy ( 1 đường ) Hai dòng chảy ( Hai đường ) Một dòng chảy hai cửa đóng Hai dòng chảy một cửa đóng Trong các ví dụ sau : Số đầu tiên chỉ số cửa ( Điểm nối ) , số thứ hai chỉ số vị trí làm việc . Các điểm nối áp suất điều khiển là không chỉ ra . Van điều khiển 3/2, điều khiển theo cả hai hướng Van 4/3 , điều khiển bằng tay có lò xo định tâm Van 6/3 ( Van điều khiển linh động ) Van khóa PRESSURE CONTROL VALVES : Các van điều chỉnh áp suất Van an toàn áp suất vào điều khiển mở lỗ xả về thùng hoặc đến bộ giảm âm thông với không khí ( Van thuỷ lực ở bên trái , van không khí ở bên phải ) Van giảm áp ( Bộ điều chỉnh áp suất ) Bộ van này với sự thay đổi áp suất đầu vào vẫn cho áp suất đầu ra không đổi , như vậy áp suất đầu vào luôn cao hơn áp suất yêu cầu của đầu ra Không có cửa xả Có cửa xả Van OVERCENTER Van này cho phép dòng tự do đi theo một hướng . Dòng ngẫu nhiên ở hướng ngược lại cung cấp áp suất dẫn hướng bên ngoài để mở van hay lực được sinh ra bởi áp suất vào lớn hơn lực của lò xo . Van không hồi : Chỉ cho phép dòng đi qua 1 hướng ( Mở bằng sự chênh lệch áp suất nhỏ giữa đầu vào và đầu ra Mở bàng sự chênh lệch áp suất quang trọng thắng lực lò xo ( thường dùng ở bầu lọc ) Van không hồi điều khiển bằng dẫn hướng ( áp lực dẫn hướng mở van ) Tiết lưu một hướng Cho phép dòng tự do đi theo một hướng nhưng hạn chế dòng ở hướng ngược lại . Dòng hạn chế là điều chỉnh được ( Sử dụng để điều chỉnh tốc độ di chuyển của XL ) Van con thoi : cửa vào nối với AS cao hơn sẽ tự động nối với các điểm cửa ra trong khi cửa vào khác sẽ đóng FLOW CONTROL VALVES : Van điều khiển lưu lượng Van tiết lưu Van điều khiển dòng ( Sự thay đổi áp suất của vào không ảnh hưởng đến tỷ lệ của dòng thay đổi đầu ra ) Ký hiệu đơn giản Sự thay đổi cửa ra với cửa xả Ký hiệu đơn giản Van chia dòng : Chia thành 2 dòng với tỷ lệ nhất định độc lập với áp suất biến đổi POWER TAKE - OFF : Ngắt nguồn Bịt kín ( Cho điểm nối đồng hồ áp suất hay ngắt nguồn ) Nối : Lắp đặt bằng cơ khí các van không hồi RESERVOIRS : Thùng chứa Thùng chứa - ký hiệu chung Thùng chứa có ống vào ở trên mức chất lỏng Bình chứa khí nén hoặc ắc quy áp lực FILTER : Phin lọc Phin lọc hoặc lưới lọc Chương 7 Các khái niệm cơ bản về dung sai lắp ghép 7.1 Khái niệm về đổi lẫn chức năng trong chế tạo cơ khí 7.1.1 Bản chất của tính đổi lẫn chức năng Mỗi chi tiết trong bộ phận máy hoặc bộ phận máy trong máy đều thực hiện chức năng xác định,ví dụ : đai ốc vặn vào bu lông có chức năng bắt chặt, pistong trong xi lanh thực chức năng nén khí, gây nổ và phát lực. Khi ta chế tạo hàng loạt piston, hàng loạt đai ốc cùng loại, nếu lấy bất kỳ đai ốc hoặc piston của loạt vừa chế tạo để lắp vào bộ phận máy mà bộ phận máy đó đều thực hiện đúng chức năng yêu cầu của nó thì loạt đai ốc và piston vừa chế tạo đạt được tính đổi lẫn chức năng. Vậy tính đổi lẫn chức năng của loạt chi tiết là khả năng thay thế cho nhau không cần lựa chọn hoặc sửa chữa gì thêm mà vẫn đảm bảo chức năng yêu cầu của bộ phận máy và máy mà chúng lắp thành. Loạt chi tiết đạt được tính đổi lẫn chức năng hoàn toàn nếu mọi chi tiết trong loạt đều đạt tính đổi lẫn chức năng. Còn nếu có một hoặc một vài chi tiết trong loạt không đạt tính đổi lân chức năng thì loạt chi tiết đó đạt tính đổi lẫn chức năng không hoàn toàn. Sở d