Giáo trình Cấu tạo và Hoạt động của Động cơ Diesel - Sửa chữa Máy công trình

Giáo trình cung cấp kiến thức về cấu tạo và hoạt động của động cơ diesel cho nghề sửa chữa điện máy công trình trình độ trung cấp.

• Trường học: Trường Cao Đẳng Nghề
• Chuyên ngành: Sửa Chữa Điện Máy Công Trình
• Đề tài: Giáo Trình Cấu Tạo Và Hoạt Động Của Động Cơ Diezel Nghề Sửa Chữa Điện Máy Công Trình Trình Độ Trung Cấp
• Loại tài liệu: Giáo Trình

Mục lục chi tiết

• LỜI GIỚI THIỆU
• 1. Bài 1: Thân máy, nắp máy, các te
• 1.1. Mục tiêu
• 1.2. Thân máy
• 1.2.1. Nhiệm vụ
• 1.2.2. Phân loại
• 1.2.3. Cấu tạo
• 1.3. Nắp máy
• 1.3.1. Nhiệm vụ
• 1.3.2. Phân loại
• 1.3.3. Cấu tạo
• 1.4. Các te
• 1.4.1. Nhiệm vụ
• 1.4.2. Phân loại
• 1.4.3. Cấu tạo
• 2. Bài 2: Cơ cấu trục khuỷu, thanh truyền
• 2.1. Mục tiêu
• 2.2. Nhiệm vụ
• 2.3. Phân loại
• 2.4. Cấu tạo
• 3. Bài 3: Pit tông, chốt pit tông
• 4. Bài 4: Xéc măng
• 5. Bài 5: Bánh đà
• 6. Bài 6: Cơ cấu phân phối khí
• 7. Bài 7: Trục cam, bánh răng cam
• 8. Bài 8: Hệ thống bôi trơn
• 9. Bài 9: Hệ thống làm mát
• 10. Bài 10: Hệ thống cung cấp nhiên liệu

Tóm tắt

I. Toàn cảnh giáo trình cấu tạo và hoạt động động cơ diezel

Giáo trình cấu tạo và hoạt động của động cơ diezel được biên soạn dành riêng cho chương trình đào tạo nghề Sửa chữa Điện máy công trình trình độ trung cấp. Tài liệu này cung cấp một nền tảng kiến thức vững chắc, từ cơ bản đến chuyên sâu, về một trong những bộ phận quan trọng nhất của máy xây dựng. Mục tiêu chính là trang bị cho người học khả năng hiểu rõ nhiệm vụ, phân loại, cấu tạo và nguyên lý làm việc của từng chi tiết, cơ cấu và hệ thống trong động cơ. Bối cảnh ngành máy xây dựng tại Việt Nam đang phát triển nhanh chóng, với sự gia tăng về số lượng và sự đa dạng về chủng loại. Các nhà sản xuất liên tục cập nhật kết cấu hiện đại nhằm tăng công suất, giảm phát thải và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng. Do đó, việc nắm vững cấu tạo và hoạt động của động cơ diezel không chỉ là yêu cầu cơ bản mà còn là yếu tố quyết định năng lực cạnh tranh của một kỹ thuật viên. Giáo trình được cấu trúc một cách khoa học, bao gồm 10 bài học chính, mỗi bài tập trung vào một nhóm chi tiết hoặc một hệ thống cụ thể. Cách tiếp cận này giúp người học dễ dàng hệ thống hóa kiến thức, từ các bộ phận tĩnh như thân máy, nắp máy đến các cơ cấu động phức tạp như trục khuỷu, thanh truyền, piston và các hệ thống phụ trợ quan trọng như hệ thống bôi trơn, làm mát và cung cấp nhiên liệu. Mỗi bài học đều được trình bày rõ ràng với mục tiêu cụ thể, nội dung lý thuyết chi tiết và các hướng dẫn về phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa.

1.1. Mục tiêu và tầm quan trọng của giáo trình động cơ diezel

Mục tiêu cốt lõi của giáo trình là giúp học viên hiểu sâu sắc về nhiệm vụ, phân loại, cấu tạo và nguyên lý làm việc của từng bộ phận trong động cơ diezel. Người học sau khi hoàn thành chương trình phải có khả năng nhận dạng chính xác các chi tiết như thân máy, nắp máy, các te, cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, piston. Tầm quan trọng của tài liệu này thể hiện ở việc nó là nền tảng cho mọi hoạt động thực hành sau này. Một người thợ sửa chữa không thể chẩn đoán chính xác hư hỏng nếu không hiểu rõ cách thức hoạt động của động cơ. Giáo trình còn nhấn mạnh việc tuân thủ đúng quy trình, quy phạm trong nghề nghiệp, rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận và tỉ mỉ, những phẩm chất không thể thiếu của một kỹ thuật viên chuyên nghiệp. Kiến thức từ giáo trình là chìa khóa để thực hiện các công việc bảo dưỡng, sửa chữa, đảm bảo máy móc vận hành hiệu quả và bền bỉ.

1.2. Đối tượng và yêu cầu với người học trình độ trung cấp

Đối tượng chính của giáo trình là học viên học nghề Sửa chữa Điện máy công trình trình độ trung cấp và các thợ sửa chữa muốn củng cố kiến thức nền tảng. Yêu cầu đối với người học là phải có thái độ học tập nghiêm túc, khả năng tiếp thu kiến thức kỹ thuật và tinh thần chủ động trong thực hành. Chương trình học đòi hỏi sự kết hợp nhuần nhuyễn giữa lý thuyết và thực tiễn. Người học cần nắm vững các khái niệm cơ bản về các cơ cấu chính như cơ cấu phân phối khí, các hệ thống phụ trợ như hệ thống bôi trơn và hệ thống làm mát. Hơn nữa, việc hiểu rõ các hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng và phương pháp kiểm tra là bắt buộc. Tài liệu gốc nhấn mạnh: "Để phục vụ cho học viên học nghề và thợ sửa chữa máy xây dựng những kiến thức cơ bản cả về lý thuyết và thực hành bảo dưỡng, sửa chữa các cơ cấu của động cơ diesel." Điều này cho thấy sự kỳ vọng rằng người học sau khi tốt nghiệp sẽ có đủ năng lực để làm việc độc lập.

II. Thách thức khi học cấu tạo động cơ diezel ngành máy công trình

Việc nghiên cứu cấu tạo và hoạt động của động cơ diezel đặt ra nhiều thách thức không nhỏ đối với người học, đặc biệt là ở trình độ trung cấp. Động cơ diezel trên máy công trình là một tổ hợp cơ khí cực kỳ phức tạp, bao gồm hàng trăm chi tiết với các chức năng và mối liên kết chặt chẽ. Thách thức đầu tiên là khả năng nhận diện và ghi nhớ tên gọi, hình dáng, vị trí của từng bộ phận. Việc phân biệt giữa các loại thân máy (xylanh liền/rời), các dạng piston (đỉnh bằng, đỉnh lồi, đỉnh lõm) hay các loại xéc măng (xéc măng khí, xéc măng dầu) đòi hỏi sự quan sát tỉ mỉ và thực hành lặp lại nhiều lần. Một thách thức lớn khác là hiểu được mối quan hệ nhân quả giữa cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các hư hỏng thường gặp. Người học cần phải liên kết được kiến thức lý thuyết với các dấu hiệu thực tế trên động cơ. Ví dụ, tại sao khe hở xéc măng không đúng tiêu chuẩn lại dẫn đến hiện tượng lọt khí hoặc sục dầu? Tại sao việc lắp sai dấu bánh răng cam lại khiến động cơ không thể hoạt động? Việc trả lời những câu hỏi này đòi hỏi một tư duy logic và sự am hiểu sâu sắc về nguyên lý. Cuối cùng, sự đa dạng của các loại động cơ từ nhiều hãng sản xuất khác nhau cũng là một rào cản, mỗi loại có thể có những khác biệt nhỏ trong kết cấu và quy trình tháo lắp, đòi hỏi người thợ phải linh hoạt và không ngừng cập nhật kiến thức.

2.1. Khó khăn trong nhận diện và phân loại chi tiết máy

Một trong những khó khăn cơ bản nhất là việc nhận diện và phân loại chính xác các chi tiết máy. Động cơ diezel có nhiều bộ phận với hình dáng tương tự nhau nhưng chức năng lại hoàn toàn khác biệt. Ví dụ, xupáp nạp và xupáp xả tuy cùng thuộc cơ cấu phân phối khí nhưng thường có kích thước và vật liệu chế tạo khác nhau do điều kiện làm việc khác nhau. Tương tự, việc phân loại các kiểu thân máy theo kiểu đúc (thẳng hàng, chữ V) hay theo kết cấu xylanh (ống lót khô, ống lót ướt) yêu cầu kiến thức chuyên môn. Tài liệu gốc chỉ rõ: "Tuỳ theo từng loại động cơ, số xylanh mà thân máy có các dạng khác nhau." Điều này nhấn mạnh rằng người học không thể áp dụng một cách máy móc kiến thức từ một loại động cơ cho tất cả các loại khác. Vượt qua thách thức này đòi hỏi việc tiếp xúc trực tiếp với nhiều loại động cơ, kết hợp với việc nghiên cứu kỹ lưỡng tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất.

2.2. Mối liên hệ phức tạp giữa cấu tạo và nguyên nhân hư hỏng

Hiểu được mối liên hệ giữa cấu tạo và hư hỏng là kỹ năng then chốt của người thợ sửa chữa. Đây là một thách thức lớn vì nó đòi hỏi tư duy phân tích sâu sắc. Ví dụ, trục khuỷu làm việc trong điều kiện chịu tải trọng thay đổi theo chu kỳ, gây ra các ứng suất kéo, nén, uốn và xoắn. Cấu tạo của trục khuỷu với các cổ trục, má khuỷu, đối trọng được thiết kế để chịu đựng các lực này. Nếu người học không hiểu rõ vai trò của đối trọng trong việc cân bằng lực quán tính, họ sẽ không thể lý giải được nguyên nhân gây ra rung động mạnh hoặc gãy trục khuỷu. Tương tự, cấu tạo của hệ thống bôi trơn với bơm dầu, bầu lọc, và các đường dầu được thiết kế để đảm bảo dầu đến được mọi bề mặt ma sát. Một hư hỏng như tắc đường dầu có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng như bó kẹt piston, cháy bạc lót. Việc liên kết được các hiện tượng này với cấu tạo chi tiết là bước nhảy vọt từ một người học việc trở thành một kỹ thuật viên thực thụ.

III. Hướng dẫn chi tiết cấu tạo các cơ cấu chính động cơ diezel

Để nắm vững cấu tạo và hoạt động của động cơ diezel, việc phân tích chi tiết từng cơ cấu chính là điều kiện tiên quyết. Các cơ cấu này là nền tảng tạo ra công suất và quyết định hiệu suất của động cơ. Giáo trình tập trung vào hai nhóm cơ cấu chính: các bộ phận tĩnh làm khung sườn và các bộ phận động thực hiện chu trình công tác. Nhóm bộ phận tĩnh bao gồm thân máy, nắp máy, và các te. Chúng tạo thành một khối vững chắc, là nơi lắp đặt tất cả các chi tiết khác và hình thành nên không gian làm việc của động cơ như buồng đốt, áo nước, đường dầu. Nhóm cơ cấu động, hay còn gọi là cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, bao gồm piston, thanh truyền và trục khuỷu. Đây là trái tim của động cơ, có nhiệm vụ biến chuyển động tịnh tiến của piston do áp suất khí cháy tạo ra thành chuyển động quay của trục khuỷu, từ đó sinh ra công suất. Bên cạnh đó, cơ cấu phân phối khí (bao gồm trục cam, xupáp, con đội) đóng vai trò như lá phổi, điều khiển quá trình nạp không khí mới và thải khí cháy ra khỏi xylanh một cách chính xác theo từng chu kỳ. Việc hiểu rõ cấu tạo của từng chi tiết trong các cơ cấu này, từ vật liệu chế tạo, hình dáng kết cấu đến các thông số kỹ thuật, là cơ sở để tiến hành kiểm tra, chẩn đoán và sửa chữa hiệu quả.

3.1. Phân tích kết cấu phần tĩnh Thân máy Nắp máy và Các te

Thân máy là chi tiết nền tảng, có nhiệm vụ là nơi gá lắp các chi tiết và cơ cấu của động cơ. Cấu tạo của nó bao gồm khối xylanh và hộp trục khuỷu, có thể được đúc liền hoặc làm rời. Thân máy thường được làm từ gang hoặc hợp kim nhôm để đảm bảo độ cứng vững và khả năng tản nhiệt tốt. Nắp máy (hay nắp xylanh) đậy kín một đầu xylanh, cùng với piston và thành xylanh tạo thành buồng cháy. Đây là một chi tiết rất phức tạp, chứa các đường nạp, đường thải, áo nước, và là nơi lắp đặt các bộ phận như vòi phun và cụm xupáp. Các te (đáy dầu) được lắp ở phần dưới cùng của thân máy, có nhiệm vụ chính là chứa dầu bôi trơn, bảo vệ các chi tiết bên trong như trục khuỷu và hỗ trợ làm mát dầu. Cấu tạo của các te thường có các vách ngăn để chống sóng dầu khi xe di chuyển trên địa hình dốc.

3.2. Tìm hiểu cơ cấu động Piston Thanh truyền và Trục khuỷu

Cơ cấu động là nhóm các chi tiết chuyển động, trực tiếp tham gia vào việc biến nhiệt năng thành cơ năng. Piston là chi tiết chuyển động tịnh tiến trong xylanh, nhận áp suất từ khí cháy và truyền lực qua chốt piston đến thanh truyền. Piston được chia làm 3 phần: đỉnh, đầu và thân, mỗi phần có cấu tạo và nhiệm vụ riêng. Thanh truyền là chi tiết trung gian, nối piston với trục khuỷu. Nó có nhiệm vụ truyền lực và biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu. Cấu tạo thanh truyền gồm đầu nhỏ, thân và đầu to. Trục khuỷu là chi tiết quan trọng nhất, nhận lực từ thanh truyền để tạo ra mô-men quay, dẫn động các cơ cấu khác và truyền công suất ra ngoài. Cấu tạo của nó rất phức tạp, bao gồm các cổ trục, chốt khuỷu, má khuỷu và đối trọng, đòi hỏi độ chính xác và độ bền cực cao.

3.3. Vai trò của cơ cấu phân phối khí trong chu trình làm việc

Cơ cấu phân phối khí có nhiệm vụ thực hiện quá trình trao đổi khí, tức là đóng mở các cửa nạp và cửa xả đúng thời điểm để nạp đầy không khí mới vào xylanh và thải sạch khí cháy ra ngoài. Trong động cơ diezel 4 kỳ, cơ cấu này thường sử dụng xupáp được dẫn động bởi trục cam. Trục cam quay với tốc độ bằng một nửa tốc độ của trục khuỷu. Các vấu cam trên trục cam sẽ tác động lên các chi tiết trung gian như con đội, đũa đẩy, cò mổ để điều khiển việc nâng, hạ xupáp. Thời điểm và thời gian đóng mở xupáp (gọi là pha phân phối khí) ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất nạp, thải và công suất của động cơ. Do đó, việc lắp đặt và điều chỉnh chính xác cơ cấu này là cực kỳ quan trọng trong quá trình sửa chữa.

IV. Phân tích nguyên lý hoạt động của các hệ thống phụ trợ

Bên cạnh các cơ cấu chính, cấu tạo và hoạt động của động cơ diezel còn phụ thuộc vào sự vận hành đồng bộ của các hệ thống phụ trợ. Các hệ thống này đảm bảo động cơ có thể làm việc ổn định, bền bỉ và hiệu quả trong mọi điều kiện. Ba hệ thống phụ trợ quan trọng nhất được giáo trình đề cập chi tiết là hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát, và hệ thống cung cấp nhiên liệu. Mỗi hệ thống là một tập hợp các chi tiết có chức năng riêng biệt nhưng phối hợp chặt chẽ với nhau. Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ đưa dầu đến các bề mặt ma sát để giảm mài mòn, làm mát và làm sạch. Hệ thống làm mát kiểm soát nhiệt độ động cơ, ngăn ngừa quá nhiệt gây hư hỏng nghiêm trọng. Hệ thống cung cấp nhiên liệu chịu trách nhiệm đưa nhiên liệu từ thùng chứa đến buồng đốt với áp suất cao và đúng thời điểm. Việc hiểu rõ nguyên lý hoạt động của từng hệ thống này giúp người thợ có thể chẩn đoán nhanh các sự cố liên quan, ví dụ như động cơ quá nóng, áp suất dầu thấp hay động cơ khó khởi động. Phân tích sơ đồ, nhận diện các bộ phận chính và nắm bắt dòng chảy của môi chất (dầu, nước, nhiên liệu) là những kỹ năng cốt lõi cần được trang bị.

4.1. Nguyên lý làm việc hệ thống bôi trơn và tầm quan trọng

Hệ thống bôi trơn trong động cơ diezel thường là loại bôi trơn cưỡng bức. Nguyên lý hoạt động bắt đầu khi bơm dầu hút dầu từ các te, đẩy qua bầu lọc dầu để loại bỏ cặn bẩn. Dầu sạch sau đó được đưa vào đường dầu chính trong thân máy. Từ đây, dầu theo các rãnh và lỗ khoan đến bôi trơn cho các chi tiết quan trọng như cổ trục khuỷu, bạc thanh truyền, trục cam và các bộ phận của cơ cấu phân phối khí. Piston và xylanh thường được bôi trơn bằng phương pháp vung té. Hệ thống này có tầm quan trọng sống còn, vì nếu thiếu bôi trơn, ma sát sẽ tăng đột ngột, nhiệt độ tăng cao dẫn đến bó kẹt, phá hỏng các chi tiết chỉ trong vài phút hoạt động.

4.2. Cách thức hoạt động của hệ thống làm mát bằng nước

Hệ thống làm mát bằng nước cưỡng bức là loại phổ biến nhất trên máy công trình. Hệ thống này sử dụng một bơm nước để đẩy nước lưu thông trong các không gian rỗng xung quanh xylanh và nắp máy, gọi là áo nước. Nước sẽ hấp thụ nhiệt từ các chi tiết nóng. Khi nhiệt độ nước tăng đến một mức nhất định, van hằng nhiệt sẽ mở, cho phép nước nóng chảy đến két nước. Tại đây, nước được làm mát nhờ dòng không khí do quạt gió tạo ra khi thổi qua các lá tản nhiệt. Nước sau khi được làm nguội sẽ quay trở lại bơm và tiếp tục chu trình. Hệ thống này giúp duy trì nhiệt độ làm việc của động cơ ở một khoảng ổn định, tối ưu cho hiệu suất và tuổi thọ.

4.3. Sơ đồ và chức năng hệ thống cung cấp nhiên liệu diezel

Hệ thống cung cấp nhiên liệu diezel có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu sạch với áp suất rất cao vào buồng đốt. Sơ đồ cơ bản bao gồm: thùng chứa, bơm chuyển nhiên liệu, các bầu lọc (lọc thô và lọc tinh), bơm cao áp (HEUI), và vòi phun. Bơm chuyển nhiên liệu hút dầu từ thùng, qua các bầu lọc để loại bỏ nước và tạp chất, rồi cấp cho bơm cao áp. Bơm cao áp sẽ nén nhiên liệu lên áp suất cực lớn (có thể trên 1000 bar) và phân phối đến các vòi phun theo đúng thứ tự làm việc của các xylanh. Vòi phun sẽ phun nhiên liệu dưới dạng sương mù vào buồng đốt ở cuối kỳ nén. Chất lượng của quá trình phun (áp suất, độ tơi, thời điểm) quyết định trực tiếp đến hiệu quả cháy, công suất và mức độ phát thải của động cơ.

V. Ứng dụng kiến thức cấu tạo động cơ diezel vào sửa chữa thực tế

Kiến thức về cấu tạo và hoạt động của động cơ diezel sẽ trở nên vô nghĩa nếu không thể ứng dụng vào công việc sửa chữa thực tế. Đây là giai đoạn chuyển hóa từ lý thuyết sang kỹ năng, từ "biết" sang "làm được". Một người thợ giỏi phải có khả năng vận dụng sự hiểu biết sâu sắc về cấu tạo của từng chi tiết để chẩn đoán chính xác nguyên nhân hư hỏng. Khi động cơ có tiếng gõ lạ, người thợ cần phán đoán được nó phát ra từ đâu: có phải do khe hở bạc lót trục khuỷu quá lớn, hay do va đập giữa piston và xupáp? Khi động cơ yếu và khói đen, nguyên nhân có thể đến từ hệ thống cung cấp nhiên liệu (vòi phun kém, bơm cao áp yếu) hay từ cơ cấu phân phối khí (sai cam, xupáp không kín)? Việc chẩn đoán đúng giúp tiết kiệm thời gian, chi phí và tránh được những sửa chữa không cần thiết. Bên cạnh chẩn đoán, kiến thức về cấu tạo còn là kim chỉ nam cho các quy trình tháo lắp, kiểm tra và bảo dưỡng. Nắm rõ kết cấu giúp người thợ thực hiện công việc đúng kỹ thuật, tránh gây thêm hư hỏng cho các chi tiết liên quan. Ví dụ, việc siết các bu lông nắp máy phải theo một lực và một thứ tự nhất định để tránh làm cong vênh bề mặt.

5.1. Chẩn đoán hư hỏng dựa trên hiểu biết về cấu tạo chi tiết

Chẩn đoán là bước đầu tiên và quan trọng nhất trong quy trình sửa chữa. Bằng cách lắng nghe tiếng động, quan sát màu khói, kiểm tra áp suất, người thợ có thể khoanh vùng hư hỏng. Ví dụ, khói xanh cho thấy dầu bôi trơn lọt vào buồng đốt, nguyên nhân có thể do xéc măng dầu bị mòn hoặc gãy, hoặc phớt ghít xupáp bị chai cứng. Áp suất dầu bôi trơn thấp có thể do bơm dầu mòn, hở các khe hở bạc lót hoặc van an toàn bị kẹt mở. Tài liệu gốc nêu rõ mỗi bài học đều có phần "hiện tượng nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra". Điều này cho thấy sự liên kết chặt chẽ giữa việc học cấu tạo và kỹ năng chẩn đoán. Hiểu rõ từng chi tiết hoạt động như thế nào sẽ giúp người thợ hình dung được nó sẽ hỏng ra sao.

5.2. Quy trình kiểm tra bảo dưỡng các cơ cấu và hệ thống máy

Sau khi chẩn đoán, việc kiểm tra và bảo dưỡng đòi hỏi phải tuân thủ quy trình kỹ thuật nghiêm ngặt. Kiến thức về cấu tạo giúp thực hiện đúng các thao tác này. Ví dụ, khi kiểm tra cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, cần phải đo độ mòn của cổ trục, chốt khuỷu; kiểm tra độ cong, xoắn của thanh truyền; đo khe hở lắp ghép của bạc lót. Mỗi thông số đều có tiêu chuẩn cho phép của nhà sản xuất. Đối với hệ thống làm mát, bảo dưỡng định kỳ bao gồm kiểm tra mức nước, độ căng dây đai quạt gió, xúc rửa két nước và kiểm tra hoạt động của van hằng nhiệt. Việc thực hiện đúng và đủ các bước bảo dưỡng dựa trên sự am hiểu về cấu tạo sẽ giúp kéo dài tuổi thọ động cơ và ngăn ngừa các hư hỏng lớn có thể xảy ra.

VI. Tổng kết kiến thức và định hướng tương lai cho thợ sửa chữa

Hoàn thành giáo trình cấu tạo và hoạt động của động cơ diezel là một bước tiến quan trọng, trang bị cho người học một hệ thống kiến thức nền tảng vững chắc. Các kiến thức cốt lõi cần được ghi nhớ và vận dụng thành thạo bao gồm: chức năng, cấu tạo của các bộ phận tĩnh và động; nguyên lý hoạt động và sơ đồ của các hệ thống bôi trơn, làm mát, cung cấp nhiên liệu; và mối liên hệ giữa cấu tạo với các hư hỏng thường gặp. Đây là hành trang không thể thiếu để một người học viên tự tin bước vào nghề sửa chữa điện máy công trình. Tuy nhiên, công nghệ động cơ diezel không ngừng phát triển. Các thế hệ động cơ mới ngày càng phức tạp hơn với sự ra đời của các hệ thống điều khiển điện tử, phun nhiên liệu điện tử Common Rail, hệ thống xử lý khí thải (EGR, DPF), và công nghệ tăng áp tiên tiến. Do đó, việc học tập không thể dừng lại sau khi tốt nghiệp. Người thợ sửa chữa chuyên nghiệp phải có định hướng rõ ràng về việc cập nhật kiến thức và kỹ năng. Tương lai của nghề đòi hỏi không chỉ giỏi về cơ khí mà còn phải am hiểu về điện - điện tử, có khả năng sử dụng các thiết bị chẩn đoán hiện đại và đọc hiểu tài liệu kỹ thuật bằng tiếng Anh. Đây chính là con đường để nâng cao tay nghề, tăng thu nhập và khẳng định giá trị bản thân trong ngành công nghiệp máy xây dựng.

6.1. Những kiến thức cốt lõi về cấu tạo động cơ cần ghi nhớ

Những kiến thức cốt lõi mà mỗi người thợ cần nắm vững bao gồm: vai trò của thân máy là khung xương, cơ cấu trục khuỷu thanh truyền là trái tim biến nhiệt năng thành cơ năng, và cơ cấu phân phối khí là lá phổi điều khiển hô hấp. Phải hiểu rõ chu trình 4 kỳ: Nạp - Nén - Nổ - Xả và vai trò của từng cơ cấu trong mỗi kỳ. Bên cạnh đó, nguyên tắc hoạt động của ba hệ thống phụ trợ là điều bắt buộc: hệ thống bôi trơn dùng dầu để giảm ma sát, hệ thống làm mát dùng nước để kiểm soát nhiệt độ, và hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng bơm cao áp và vòi phun để đưa nhiên liệu vào buồng đốt. Đây là những nguyên lý bất biến, là nền tảng để phân tích và xử lý mọi sự cố trên động cơ diezel.

6.2. Xu hướng phát triển động cơ diezel và kỹ năng cần cập nhật

Tương lai của động cơ diezel gắn liền với các tiêu chuẩn khí thải ngày càng nghiêm ngặt và yêu cầu về hiệu suất cao hơn. Xu hướng chính là tích hợp sâu hệ thống điều khiển điện tử. Các hệ thống như Common Rail thay thế bơm cao áp cơ khí, cho phép điều khiển chính xác thời điểm và lượng phun. Các cảm biến và bộ xử lý trung tâm (ECM/ECU) giám sát và điều khiển mọi hoạt động của động cơ. Do đó, kỹ năng cần cập nhật cho người thợ bao gồm: sử dụng thành thạo máy chẩn đoán để đọc lỗi và phân tích dữ liệu; hiểu biết về sơ đồ mạch điện; và có kiến thức về các hệ thống xử lý khí thải. Việc liên tục học hỏi và nâng cao tay nghề là yếu tố sống còn để không bị tụt hậu trong ngành.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BO GIAO THONG VAN TAI TRUGNG CAO BANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG I ` GIÁO TRÌNH CAU TAO VA HOAT DONG CUA DONG CO DIEZEL TRÌNH ĐỘ TRUNG CAP. NGHE: SUA CHUA DIEN MAY CONG TRINH Ban hành theo Quyết định số 1955/QD-CDGTVTTWI-DT ngay 21/12/2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng GTVT Trung wong | Hà Nội, 2017 LOI GIGI THIEU “Trong nhiều năm gần day tốc độ gia tăng số lượng và chủng loại máy xây dựng ở nước ta khá nhanh. Nhiều kết cấu hiện đại đã trang bị cho máy nhằm thỏa mãn càng nhiều nhu cầu của người sử dụng, tăng tính hiện đại và giảm phát thải các khí độc hại ra môi trường. Động cơ máy xây dựng là một phân sự thay đôi đó nhằm mục đích cải thiện giảm các khí thải ra môi trường, tăng công suất của máy khi làm việc.

“Trong quá trình sử dụng qua thời gian sẽ khó tránh khỏi những trục trặc. ĐỂ phục vụ cho học viên học nghề và thợ sửa chữa máy xây dựng những kiến thức cơ bản cả về lý thuyết và thực hành bảo dưỡng, sửa chữa các cơ cấu của động cơ diesel. Với mong muốn đó giáo trình được biên soạn, nội dung giáo trình bao gồm mườ Bài 1: Thân máy, nắp máy, các te Bài 2: Cơ cầu trục khuỷu, thanh truyền Bài 3: Pit tong, chốt pit tông. Bài 4:Xéc măng Bai 5: Bánh đà Bài 6; Cơ cấu phân phối khí Bài 7: Trục cam, bánh răng cam Bài 8: Hệ thống.

trơn Bài 9: Hệ thống làm mát Bài 10: Hệ thống cung cấp nhiên liệu Mỗi bài được biên soạn với nội dung gồm: nhiệm vụ, phân loại, cấu tạo, nguyên lý làm ví „ hiện tượng nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa cơ cấu trục khuỷu thanh truyền trên ô tô máy kéo. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi sai sót, tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp của người đọc để lần xuất bản sau giáo trình được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Bai 1: Thân máy, nắp máy, các te 1. Mục tiêu: ~ Hiểu nhiệm vụ, phân loại và nguyên lý làm việc của thân máy, ~ Nhận dạng đúng thân máy, nắp máy, các te ~ Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề nghiệp.

~ Rèn luyện tính kỷ luật, cần thận, ti mí của học sinh. Nhiệm vụ ~ Là nơi gá lắp các chỉ tiết của động cơ, thân máy bồ trí xylanh, hdp truc khuyu, các bộ phận dẫn động trục cam, bơm dầu, bơm nhiên liệu, quạt gió. ~ Lấy nhiệt từ thành vách xylanh toả ra môi trường xung quanh làm mát cho động cơ trong quá trình làm việc.2, Phân loại: Thân máy của động cơ máy xây thường có 2 loại xi lanh liền và xỉ anh rời chia thành 2 nhóm ~ Nhóm có ống lót (sơ mi) thay thế được. ~ Nhóm không có ống lót Các động cơ có Ống lót sử dụng ống lót khô hoặc ướt, các động cơ không dùng ống lót gọi là động cơ lòng xỉ lanh trơn.

Cả hai loại này đều có những ưu điềm riêng và được sử dụng trên các loại máy thỉ công xây dựng. ~ Phân loại theo kiểu hình dáng có loại thân máy thắng hàng và thân máy hình chữ V Tuỷ theo từng loai động cơ, số xylanh mà thân máy có các dạng khác nhau. Loại thân máy có thân đúc liên với thân gọi là thân máy kiểu thân xylanh. Khi thân xylanh làm riêng thành ống lót rồi lắp vào thân thì thân máy này gọi là vỏ thân (Hình 3.

Ở động cơ làm mát bằng nước khoảng không gian bao quanh xylanh gọi là áo nước. Thân máy kiểu thân xylanh-hộp trục khuvu 2 1. Hộp trục khuju. - Khi thân xylanh đúc liền với hộp trục khuỷu thì thân máy là loại thân xylanh hộp trục khuỷu.

Hộp trục khuỷu có thê chia làm 2 phần với 6 truc khuyu la 6 trượt hoặc làm liền (Hình 3.8 e), khi đó ô trục phải dùng ô bi. Loại này thường dùng 3 kiểu chịu lực: ~ Thân xylanh chịu lực: Lực có thể tác dụng lên nắp xylanh sẽ truyền cho thân xylanh qua các gudông nắp xy lanh. - Vỏ thân chịu lực: Lực khí thê tác dụng lên nắp xylanh sẽ truyền cho các gudéng, ~ Guđông chịu lực: Lực tác dụng. truyền cho các gudông liên kết nắp xylanh thân máy, hộp trục khuyu với để máy, Khi thân xylanh làm rời v‹ trục khuỷu và lấp với nhau bằng bulông hay eudông thì thân máy gọi là thân máy rời.

Một số động cơ tàu thuỷ chỉ dùng một loại guđông xuyên suốt từ nắp máy cho đến cácte dầu. Loại này thường dùng các loại chịu lực sau: ~ Xylanh chịu lực: Lực tác dụng do xylanh chịu đựng. Kết cấu nảy thường dùng cho các động cơ máy bay và các loại động cơ làm mát bằng gió. ~ Vỏ thân chịu lực kéo, còn xylanh không chịu lực kéo.

~ Gudông chịu lực: Lực tác dụng do các gudông chịu đựng loại này thường dùng 6 các động cơ lam mat bing gid va déng co hinh chit V. Kết cầu thân máy rời. - Hộp trục khuyu. 6- Lỗ lắp trục cam.

3- Nap xylanh 7- Gudông. ~_ Xylanh có thể làm liễn với thân hoặc làm rời ở dạng ống lót rồi lắp vào thân. Thân máy loại này có quan hệ mật thiết với các thông số sau: + Tốc độ quay của động cơ, tỉ số nén, mức độ cường hoá của động cơ, các thông số ảnh hưởng đến ứng suất nhiệt của xylanh. + Vật liệu chế tạo thân máy phải tản nhiệt tốt, dễ đúc để gia công.

+ Mức độ làm mắt cần thiết. Nếu thay đôi cường độ làm mắt thì kích thước hình dạng và số lượng phiến tản nhiệt thay đôi theo. Thân động cơ làm mát bằng gió có thê chế tạo như sau: ~ Đúc bằng thép rồi gia công toàn bộ phiến tản nhiệt. ~ Đúc bằng gang, các phiến tản nhiệt không cần gia công.

- Đúc bằng nhôm, các phiến tản nhiệt không cẩn gia công, diện tích các phiến tản nhiệt đúc liền quanh thân máy chiếm khoảng 25,440% tổng diện tích tản nhiệt động cơ. Các phiến tản nhiệt bố trí gần hết chiều dai xylanh từ mặt nắp ghép với xylanh cho đến mặt nắp ghép với hộp trục khuỷu. Các kích thước cơ bản của phiến tản nhiệt như chiều cao H, chiều dây S, khoảng thông gió L khoảng cách giữa hai tắm cách S.đều ảnh hưởng tới khả năng tản nhiệt của phiến tản nhiệt. Trong động cơ làm mát bằng gió tự nhiên (môtô, xe máy) khoảng cách S khoảng 8mm, dầy khoảng 3mm.

Chiều cao phiến tản nhiệt phụ thuộc vào vật liệu chế tạo xylanh. Chiều cao H vào khoảng 14. Tuỷ theo phương pháp lấp đặt trục khuyu trong hộp trục khuyu mã thân máy có kết cầu khác nhau những phương pháp thường gặp trong thực tế l ~ Trục khuyu treo (Hình 3.1 1a) hộp trục khuỷu chia thành hai nửa nửa dưới là cá khe dầu. Thân máy hay toàn bộ động cơ được lắp đặt trên các gối đỡ.

Đây là kiểu phổ biến cho động cơ ôtô máy kéo. ~ Trục khuỷu đặt (hình 3.11 b) hộp trục khuỷu được làm thành hai nửa, nửa dưới đồng thời làm bệ máy, trục khuyu và toàn bộ các chỉ tiết lắp ráp được đặt trên bệ máy. Các kiểu lắp dat truc khuju ~ Trục khuỷu luồn (hình 3.11 e) hộp trục khuỷu nguyên khối do đó khi lắp rap trục khuỷu vào động cơ phải bằng cách Ì n. trục khuyu được làm rời.

Lực khí thể hoàn toàn do gudông chị ‘Than may 1a chi tiết phức tạp trên đó bố trí các chỉ tiết của cơ cấu phân phối khí, cơ cầu trục khuyu thanh truyền, hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn. Thân máy gồm nhiều xylanh đúc dính nhau. Tuỳ theo hình thức k‹ các xylanh được đúc thẳng hàng một dãy, đối xứng hay chữ V. Khối xylanh thường dùng cho.

động cơ làm mát bằng nước. Phần trên khối xylanh là các xylanh. Nếu khối xupáp đặt thẳng đứng. Bệ xupáp đặt trên khối xylanh.

Phan dưới khối xylanh là cácte. Trên có ô đặt trục khuỷu, trục cam, xung quanh xylanh có bọng nước làm mát động cơ, lòng xylanh được gia công thật tròn và nhẫn bóng. Khối xylanh dite rời với cácte bên trong có các đường dâu bôi trơn. Đề dâu đi bôi trơn cho các chỉ tiết của động cơ trong quá trình động cơ làm việc.

Xung quanh thân máy làm nơi gắn lắp các bộ phận phụ như: bơm nước, bơm xăng, bộ chia điện, máy khởi động, máy phát điện, đường ống nạp, ống xả. Trên thân máy còn có các lỗ nhỏ có thể có ren hoặc không có ren. Các đường dẫn nước làm nguội dẫn tới các áo nước và từ thân máy lên trên nắp máy. Các nút chặn đường đầu đễ khi thông rửa các cặn bản theo đó ra ngoài.

Xylanh và lót xylanh. Nhiéu loại động cơ có các khối xylanh được đúc bằng hợp kim nhôm. Nhôm có tỷ trọng thấp và dẫn nhiệt nhanh hơn so với gang đúc. Tuy nhiên nhôm quá mềm do đó không đáp ứng được các yêu cầu về thành xylanh.

phải có các ống lót xylanh bằng gang đúc hoặc được đúc bằng hợp kim AI-Si. Các ống lót xylanh (sơ mi) là các ống được đúc có định vào thân máy hoặc có thể tháo lắp được. Có hai loại ống lót xylanh, ống lót xylanh khô và ống lót xylanh ướt. Các ống lót này được lắp sau khi đúc khối xylanh.

+ Loại ống lót xylanh khô: các ống lót xylanh khô được ép vảo xylanh. Chúng tiếp xúc với lòng xylanh dọc theo chiều dài. Nó được gia công mặt trong và ngoài Đầu trên có gờ vai giáp vừa khít ngay mặt thân máy. Cao hơn mặt thân máy 0,024 0.05mm không có rãnh lắp đệm làm kín.

Lót xylanh loại này không tiếp xúc trực tiếp được với nước làm mắt. + Loại ống lót xylanh ướt: nó chỉ tiếp xúc được với thân máy phía trên và phía dưới phần còn lại của bề mặt ngoài ống lót ướt tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát (Làm nguội). Nó có đệm đề ngăn không cho nước lọt vào buồng cháy và xuống cácte dầu. Một số hãng như chế tạo khối xylanh bằng hợp kim AI-Si có các hạt Silic rất cứng.

Sau khi đúc khối xylanh các xylanh được mài bóng bằng đá mài quay đề làm rộng đường kính xylanh đến kích thước yêu cầu. Sau đó xylanh được xử lí bằng nhiệt chịu mài mòn nhiệt độ cao áp suất lớn. Trong quá trình piston di chuyển lên xuống. CEE Zz YY ỦY y 4 a b.

Ngày nay trên động cơ người ta thường kết cấu hai loại: Khối xylanh đầu L và khối xylanh đầu L Thân máy động cơ đâu L: Thân máy được đúc thành một khói phần trên lả các xylanh. Bệ xupáp được đặt trên thân máy.