<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>Tìm hiểu nhóm chi tiết trục khuỷu, thanh truyền, piston, xécmăng trên động cơ diesel xe Hyundai Santafe</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>LỜI NÓI ĐẦU</b>

Nhắc đến Hyundai SantaFe là nhắc đến động cơ Diesel, với một suy nghĩ mặc định rằng đã mua Santa Fe là phải chọn động cơ Diesel mới sành sỏi. Vậy cỗ máy Diesel trên Santa Fe có gì đặc biệt?

Hyundai SantaFe là dòng xe SUV 7 chỗ được người tiêu dùng Việt Nam ưa chuộng nhờ nhiều yếu tố về thiết kế, trang bị, vận hành, giá bán cạnh tranh... Trong đó, động cơ Diesel là một trong những yếu tố làm nên danh tiếng cho SantaFe nhờ hàng loạt những ưu điểm nổi trội. Khách hàng yêu thích xe SantaFe thường có xu hướng lựa chọn động cơ Diesel, trừ một số lí do đặc biệt mà phải lựa chọn phiên bản máy xăng.

Trên thực tế, doanh số bán của động cơ Diesel trên Santa Fe luôn chiếm tỉ trọng lớn, tương đương hoặc thậm chí nhỉnh hơn bản xăng. Tại Việt Nam, có một quan niệm cũ kĩ và hết sức sai lầm là xe sử dụng động cơ Disel đều ồn, tăng tốc kém, xả khói mù mịt cùng với mùi khá hôi đặc trưng. Hiện nay, với sự phát triển của công nghệ, những cỗ máy Diesel được hồn thiện rất nhiều về cơng nghệ, đem đến những đặc điểm vận hành không hề thua kém động cơ xăng, thậm chí một vài đặc điểm cịn nổi trội hơn máy xăng như sức kéo ( ở cùng 1 dải tua và dung tích máy, động cơ Diesel có thể đạt số momen xoắn cao gấp đơi động cơ xăng ). Thêm vào đó, khả năng tiết kiệm nhiên liệu của động cơ Diesel cũng rất tốt khiến cho xu hướng sử dụng động cơ Diesel ngày một phổ biến.

Và hơm nay, em sẽ tìm hiểu về động cơ DIESEL và một nhóm các chi tiết có trong động cơ trên xe HYUNDAI SANTAFE, đây cũng là cơ hội để e được học hỏi, tiếp thu nhiều kiến thức mới liên quan đến mơn học của mình và lần đầu tiên em được tự tìm hiểu về tất cả thông tin cùng với sự chỉ bảo của thầy Đồng Đức

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

Huy, em rất mong sẽ nhận được đóng góp và ý kiến đưa ra từ thầy.

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐỘNGCƠ DIESEL</b>

<b>1. Giới thiệu về động cơ diesel</b>

<i><b>1.1 - Lịch sử phát triển</b></i>

Người sáng chế ra động cơ Dielsel là Rudolf Diesel. Ông là kỹ sư tốt nghiệp xuất sắc tại Đại học Kỹ thuật Munich của nước Đức. Động cơ đốt trong mà ông đã sáng chế ra được cấp bằng sáng chế và bảo hộ quyền tác giả vào năm 1892, động cơ mang tên diesel.

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Động cơ diesel đầu tiên trên thế giới của Rudolf Diesel.

Hàng trăm năm qua, động cơ diesel đã được cải tiến liên tục. Mặc dù vẫn còn nghi ngại về khả năng vận hành, độ tin cậy, mức tiêu thụ nhiên liệu…, nhưng một số công ty đã cố gắng ứng dụng động cơ diesel vào xe hơi.

Mercedes trở thành nhà sản xuất ô tô đầu tiên trên thế giới trang bị động cơ diesel cho chiếc 260D từ năm 1936. Quá trình thử nghiệm lô taxi 260D tại Đức đã thấy được hiệu quả và tuổi thọ thực sự của động cơ diesel nên động cơ diesel đã thu hút được sự quan tâm của người tiêu dùng thời bấy giờ.

Từ đó nhiều công ty tham gia sản xuất và lắp đặt động cơ diesel trên ơ tơ, trong đó có Audi, Cadillac, Ford, Buick, Chevrolet, Volvo và BMW. Vai trò của động cơ diesel càng rõ nét hơn khi xảy ra hai cuộc khủng hoảng dầu lửa vào những năm 1970 và 1980.

Dù có nhiều ưu điểm vượt trội, nhất là tiết kiệm nhiên liệu hơn động cơ xăng khoảng 30% nhưng động cơ diesel vẫn ít phổ biến hơn động cơ xăng do những hạn chế cố hữu về tiếng ồn và khí thải.

<i><b>1.2 - Động cơ diesel và động cơ xăng</b></i>

 Về cấu tạo, động cơ diesel khơng có nhiều khác biệt so với động cơ xăng. Khác nhau nằm ở hệ thống cung cấp nhiên liệu và diễn biến quá trình nạp – nén – nổ – xả.

<b>Hình 1.1 - Động cơ Diesel năm 1896</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

 Động cơ diesel là loại động cơ đốt trong tạo hỗn hợp cháy (nhiên liệu – không khí) ngay bên trong xilanh (giống động cơ GDI), hoạt động trên nguyên tắc tự cháy (tự kích nổ) trong điều kiện môi trường áp suất cao, tỷ số nén lớn (trong khoảng 14:1 đến 25:1) mà không dùng bugi để đốt cháy hỗn hợp khơng khí-nhiên liệu.

 Loại nhiên liệu sử dụng cho động cơ diesel là dầu diesel nên chỉ tiêu nhiên liệu khác với xăng. Nhiên liệu diesel sử dụng chỉ số kích nổ là Cetan trong khi xăng lại là chỉ số Octan, như vậy diesel sử dụng nhiên liệu càng dễ kích nổ càng tốt giúp động cơ sẽ dễ khởi động hơn khi nhiệt độ môi trường xuống thấp.

<i><b>1.3 - Hệ thống cung cấp nhiên liệu</b></i>

 Đối với động cơ diesel hệ thống cung cấp nhiên liệu bao gồm các thành phần chính: Thùng nhiên liệu, bơm nhiên liệu thấp áp, bầu lọc thô, bầu lọc tinh, bơm cao áp và kim phun.

 Bơm thấp áp có nhiệm vụ hút nhiên liệu từ thùng dầu qua các bầu lọc thô để cung cấp nhiên liệu cho bầu lọc tinh và bơm cao áp. Bơm có hai dạng là bơm màng hoặc bơm piston.

 Bơm cao áp có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu cho từng vòi phun đúng định lượng, thứ tự nổ theo chế độ bàn đạp ga. Bơm có dạng piston được dẫn động nhờ trục cam để điều khiển theo thứ tự nổ, được điều khiển đúng định lượng nhờ thanh răng xoay rãnh của piston thông qua dẫn động tới bàn đạp ga và bộ điều khiển theo tải nhờ quả văng ly tâm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

 Kim phun có nhiệm vụ tiếp nhận nhiên liệu từ bơm cao áp cung cấp và tán nhuyễn tạo thành sương, phun vào buồng đốt của động cơ với áp suất cao và nhờ hình dạng của đỉnh piston tạo thành vùng xoáy lốc để hịa trộn đều với khơng khí.

<i><b>1.4 - Q trình nhiên liệu đốt cháy</b></i>

 Ở động cơ xăng, hỗn hợp cháy được đưa vào động cơ để thực hiện hành trình nén và được kích nổ nhờ bu-gi đánh lửa tạo q trình cháy, dãn nở và sinh cơng. Do đặc điểm như vậy nên động cơ xăng có thêm hệ thống đánh lửa. Đối với động cơ diesel, sau khi kim phun nhiên liệu thực hiện phun với tốc độ và áp suất cao kết hợp với buồng xốy lốc

<b>Hình 1.2 - Q trình phun nhiênliệu và tự bốc cháy trong buồng</b>

<b>đốt</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

trên đỉnh piston tạo ra hỗn hợp cháy. Hỗn hợp này được nén với tỷ số nén cao và tự bốc cháy, dãn nở và sinh công.

 Hiệu suất của động cơ diesel lớn hơn khoảng 1,5 lần so với động cơ xăng. Nhiên liệu diesel thường rẻ hơn xăng, 1 lít diesel khi cháy hồn toàn nhận được khoảng 8.755 calo trong khi 1 lít xăng cháy hồn tồn cho khoảng 8.140 calo. Suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ diesel là

200-285g/kWh nhỏ hơn của động cơ xăng là 260-380g/kWh.

<i><b>1.5 - Các công nghệ hiện đại trang bị trong động cơ diesel</b></i>

 Nhờ những cải tiến mạnh mẽ trong công nghệ vật liệu, lọc hóa dầu, động cơ diesel đã có điều kiện khắc phục được những hạn chế của nó. Ngày nay, tiếng ồn của loại động cơ này đã giảm đáng kể và quá trình đốt cháy nhiên liệu tốt

<b>Hình 1. 3 -Quá trình</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

hơn, khí thải cũng giảm nhờ các bộ lọc xúc tác, thời gian khởi động nhanh hơn, tương đương với động cơ xăng.  Bước tiến vượt bậc, đóng vai trị quyết định giúp động cơ

diesel ngày càng được phổ biến rộng rãi chính là công nghệ tăng áp (T – Turbocharge) và phun nhiên liệu trực tiếp (DI – Direct Injection). Nhờ hai công nghệ chủ lực này, gần đây công suất của động cơ diesel không hề thua kém động cơ xăng trong khi vẫn giữ được ưu thế về tiết kiệm nhiên liệu.

 BlueTEC là công nghệ làm sạch khí thải của động cơ diesel, cho phép tạo ra những chiếc xe thải khí ít ơ nhiễm nhất hiện nay. Nguyên lý là sử dụng chất xúc tác hoặc bộ chuyển đổi để khử các hợp chất độc hại như CO và HC có trong thành phần khí thải, đồng thời thu gom muội than ở dạng hạt trước khi thải khí ra ngồi mơi trường. Được bổ sung các bộ phận đó, tất nhiên giá của xe Mercedes-Benz BlueTEC khơng thể rẻ

<i><b>1.6 - Tương lai của động cơ diesel trên ô tô</b></i>

Động cơ diesel với ưu điểm nổi trội là sức kéo lớn, đặc biệt là các chi tiết của động cơ có tuổi thọ và độ bền cao, nên động cơ diesel luôn được các nhà khoa học hướng tới để nghiên cứu nhằm khắc phục những hạn chế.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Trong tương lai, chúng ta sẽ không chỉ thấy những chiếc xe tải cỡ lớn được trang bị động cơ diesel mạnh mẽ mà thậm chí cả những chiếc xe hạng sang hay xe thể thao cũng sẽ có phiên bản động cơ diesel . Hiện nay Mercedes, BMW và Volkswagen là những hãng đi đầu trong ứng dụng công nghệ diesel trên các sản phẩm hạng sang. Mercedes có E320 CDI với mức tiêu hao nhiên liệu 8 lít cho 100 km trong thành phố và 6 lít trên đường trường. Còn các sản phẩm chạy diesel của BMW có kí hiệu “d” dưới mã tên như 318d, 325d, 525d thậm chí cả dịng xe sang cao cấp serie 7 như 730d.

<b>2 - Khái niệm và cấu tạo, phân loại động cơ Diesel trênxe Hyundai Santafe</b>

<i><b>2.1 - Khái niệm</b></i>

 Động cơ Diesel hay còn gọi là động cơ nén cháy (compression-ignition) hay động cơ CI, được đặt theo tên của Rudolf Diesel. Động cơ Diesel là một loại động cơ đốt trong, trong đó việc đánh lửa nhiên liệu được gây ra bởi nhiệt độ cao của khơng khí trong xi lanh do nén cơ học (nén đoạn nhiệt). Điều này trái ngược với các động cơ đánh lửa như động cơ xăng hay động cơ ga (sử dụng nhiên liệu khí) sử dụng bộ đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu-khơng khí.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<i><b>2.2 – Cấu tạo động cơ diesel trên xe Hyundai Santafe</b></i>

Cấu tạo cơ bản của động cơ diesel như sau:

 Buồng đốt: Nơi nhiên liệu diesel được phun vào và đốt cháy.

 Hệ thống phun nhiên liệu: Bao gồm bơm nhiên liệu và các bộ phận khác để phun nhiên liệu diesel vào buồng đốt.  Hệ thống làm mát: Dùng để làm mát động cơ để tránh quá

 Hệ thống khởi động: Sử dụng pin hoặc động cơ khởi động để đưa động cơ lên tốc độ hoạt động.

 Hệ thống xả: Đưa khí thải ra khỏi động cơ và giảm thiểu ảnh hưởng đến môi trường.

 Hệ thống điều khiển: Bao gồm các cảm biến và bộ điều khiển để điều chỉnh hoạt động của động cơ Diesel.

<b><small>Hình 1.4 – Độngcơ diesel trên xe</small></b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<i><b>2.3 - Phân loại động cơ Diesel</b></i>

Phân loại động cơ Diesel dựa vào nhiều yếu tố như theo xi lanh, theo cấu tạo buồng đốt, ngun tắc hịa khí và theo chu trình hoạt động hay phương pháp nạp. Cụ thể như sau:

 <b>Phân loại theo xi lanh</b>

- Số lượng xi lanh: Động cơ Diesel 1 xi lanh hoặc động cơ nhiều xi lanh.

- Cách đặt xi lanh: Động cơ nằm ngang, nằm đứng, chữ V, thẳng hàng.

 <b>Phân loại theo buồng đốt, ngun tắc hịa khí</b>

- Động cơ chạy dầu với buồng đốt thống nhất giúp quá trình hình thành hịa khí và tự cháy đều diễn ra tại buồng đốt. - Động cơ chạy dầu và dùng buồng đốt dự bị sẽ được cấu tạo

bởi 2 buồng đốt và thông nhau bởi vài lỗ nhỏ.  <b>Phân loại theo chu trình hoạt động</b>

<b>- Động cơ dầu Diesel 2 kỳ (chu trình hoạt động gồm 2 hành </b>

trình piston hay 1 vịng quay trục khuỷu)

<b>- Động cơ Diesel 4 kỳ (chu trình hoạt động thực hiện trong 4 </b>

chu trình piston hoặc 2 vịng quay trục khuỷu).  <b>Phân loại theo phương pháp nạp</b>

Động cơ Diesel tăng áp và động cơ khơng tăng áp

<b>Hình 1.5 – Cấutạo động cơ</b>

<b>diesel</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>CHƯƠNG 2 : TÌM HIỂU NHĨM CHI TIẾTTRỤC KHUỶU, PISTON, THANH TRUYỀN,</b>

<b>XÉC MĂNG TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL</b>

<b>1. Khái niệm, đặc điểm cấu tạo, kết cấu của các chi tiếttrên động cơ diesel ( Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền )</b>

<i><b>1.1 – Khái niệm các chi tiết</b></i>

Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền là phần chuyển động của động cơ bao gồm các chi tiết: piston, xéc măng, chốt piston, thanh truyền và trục khuỷu. Ba bộ phận này hoạt động theo một quy trình đã được lắp đặt sẵn và liên kết chặt chẽ với nhau, nhờ đó động cơ mới có thể vận hành.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<i><b>1.2 – Đặc điểm cấu tạo, kết cấu của các chi tiết</b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

 Má khuỷu làm phần liên kết giữa cổ và chốt khuỷu để truyền lực giữa 2 bộ phận.

 Đối trọng.

 Đuôi trục khuỷu là phần cuối gắn liền với bánh đà bên trong động cơ xe.

 <b>Phân loại trục khuỷu:</b>

 <i><b>Trục khuỷu liền: Đây là loại trục khuỷu có cổ trục, cổ</b></i>

biên, má khuỷu được chế tạo thành một khối, không thể tháo rời. Thường được dùng trong động cơ loại nhỏ và trung bình.

 <i><b>Trục khuỷu ghép: Loại trục này có các bộ phận như cổ</b></i>

trục, cổ biên và má khuỷu được chế tạo riêng biệt và ghép nối lại với nhau thành 1 trục. Loại này được dùng nhiều trong động cơ loại lớn và ở một số động cơ cơng suất nhỏ, ít xi lanh và đầu to thanh truyền khơng cắt đơi. Có thể nói cơ cấu trục khuỷu thanh truyền là thành phần chính cấu tạo nên động cơ. Để động cơ có thể hoạt động ổn định thì nhất định phải có bộ phận này. Đặc biệt, cơ cấu trục khuỷu thanh truyền đóng vai trị vơ cùng quan trọng với động cơ đốt trong.

 <b>Vật liệu chế tạo trục khuỷu</b>

Trục khuỷu thường được chế tạo từ các vật liệu là thép hoặc gang gra-phit cầu. Gia công bằng cách tiện nguyên khối hoặc chế tạo từng bộ phận rồi lắp ghép với nhau.

 <b>Điều kiện làm việc của trục khuỷu</b>

 Phải chịu sự tác dụng của lực khí thể và lực qn tính của nhóm piston – thanh truyền gây ra.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

 Chịu sự tác dụng của lực quán tính li tâm của các khối lượng quay lệch tâm của bản thân trục khuỷu và thanh truyền.

<i><b>1.2.2 – Thanh truyền </b></i>

<b>Thanh truyền là một thiết bị giúp dẫn truyền lực được tạo ra</b>

bởi Pit-tông truyền đến trục khuỷu.

Thanh truyền có cấu tạo từ 3 bộ phận gồm đầu to, đầu nhỏ, và thân.

 Đầu to được thiết kế để gắn vào trục khuỷu và thường được chia ra làm 2 nửa giúp cho quá trình lắp đặt và sửa chữa diễn ra thuận lợi. 2 nửa được gắn với nhau nhờ vào chốt ốc bu lơng.

<b>Hình 1.7 – Cấutạo trục khuỷu</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

 Đầu nhỏ là một khối trụ trịn được liên kết với pit-tơng bởi thanh chốt. Ở những nơi tiếp xúc đều được bọc lớp bạc giúp giảm tối đa lực ma sát và nâng cao độ bền của nó.

 Thân thanh truyền là một phần kim loại gắn kết với hai đầu thanh truyền.

 Vật liệu chế tạo thanh truyền sẽ phụ thuộc vào tốc độ của động cơ sử dụng thanh truyền đó:

 Đối với các động cơ có tốc độ thấp, thanh truyền sẽ được chế tạo từ vật liệu là thép ít cacbon hoặc thép cacbon trung bình.

 Đối với động cơ ô tô máy kéo và động cơ tàu thủy cao tốc, thanh truyền sẽ được làm từ thép cacbon trung bình hoặc thép hợp kim crơm, niken.

 Đối với động cơ cao tốc và cường hóa, thanh truyền sẽ được làm từ thép hợp kim đặc biệt có nhiều thành phần hợp kim như mănggan, niken, vônphram.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<i><b>1.2.3 – Piston</b></i>

 <b>Piston là một chi tiết chuyển động tịnh tiến trong cơ cấu </b>

trục khuỷu thanh truyền và đảm nhận các nhiệm vụ sau:  Tạo hình cần thiết cho buồng đốt, đảm bảo độ kín cho

khoang cơng tác.

 Chuyển đổi áp lực khí cháy thành lực đẩy lên thanh truyền để quay trục khuỷu.

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

 Thực hiện q trình hút, nén hỗn hợp và xả khí cháy.  Bộ phận Piston có hình dạng bao gồm đỉnh, đầu và thân

liền cùng một khối.

 Đỉnh piston: Nhiệm vụ chính là nhận áp suất khí đốt nên có tính chịu nhiệt cao. Hiện có 3 dạng chính là đỉnh lõm, đỉnh bằng và đỉnh lồi.

 Đầu piston: Bao gồm các rãnh lắp xéc măng khí và xéc măng dầu. Đồng thời, ở đáy rãnh xéc măng có các lỗ nhỏ sâu vào bên trong. Chúng đóng vai trị cấp thoát dầu cho động cơ.

 Thân piston: Được nối liền với thanh truyền để tạo lực quay trục khuỷu. Chúng có nhiệm vụ là điều hướng chuyển động trong xi lanh.

<i><b>1.2.4 – Xéc măng</b></i>

 Xéc măng là từ phiên âm tiếng việt của chữ gốc trong tiếng Anh là Segment, còn có tên gọi khác là bạc piston. Đây là

<b>Hình 1.10 – Kếtcấu Xéc măng</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

chi tiết rất quan trọng của động cơ các loại máy móc như xe máy, ơ tơ…

 Xéc măng là những vịng trịn hở được làm bằng kim loại, thường là chất liệu gang xám hoặc gang hợp kim, hay hạt thép mịn. Xéc măng được lắp ở trong các rãnh ở ngay phía trên piston.

 <b>Các loại xéc măng</b>

Trên thị trường hiện nay có khá nhiều loại xéc măng và chúng được chia làm hai loại chính gồm:

 Xéc măng khí (hay xéc măng hơi)  Xéc-măng dầu

Đối với xéc măng khí, lại được chia làm 2 loại bao gồm:

 Xéc măng lửa: Là vịng nằm trên cùng (tính từ trên đỉnh đầu piston rồi đếm xuống), tiếp xúc trực tiếp với luồng khí cháy (hỗn hợp xăng). Loại xéc măng này thường có cả mặt trên và mặt dưới, mặt ngồi được mạ một lớp crom để tăng độ bền bỉ nên thường có màu trắng xung quanh.

 Xéc măng ép: Hay cịn được gọi là xéc măng làm kín. Chính là cái vòng thứ hai nằm ở giữa, ngay kế tiếp với vịng xéc măng lửa ở bên trên. Có hình dáng giống với xéc măng lửa, cũng được mạ crom hoặc khơng mạ, có màu xám đậm.

Cịn xéc măng dầu là vòng nằm cuối cùng, bên dưới 2 vòng xéc măng khí. Được tạo thành từ 2 vịng thép mỏng bên ngồi và có kẹp 1 vịng đàn hồi hướng tâm ở ngay chính giữa. Vịng đàn hồi hướng tâm là vịng có thiết kế phay các khe rãnh, tạo thành các khe nhỏ bên trên bề mặt và tiếp xúc với thành xylanh. Xéc măng dầu cũng được phân nhỏ làm 2 loại chính gồm:

</div>