Hệ thống bôi trơn trên xe ô tô hoạt động như thế nào?

Hệ thống bôi trơn đóng vai trò quan trọng trong quá trình vận hành của xe, giúp giảm mài mòn, làm sạch, làm mát và giảm khí thải động cơ hiệu quả.

Hệ thống bôi trơn trên ô tô

Hệ thống bôi trơn là quá trình dòng chảy của chất bôi trơn tách các bộ phận kim loại ra khỏi nhau. Rắn, lỏng, khí là 3 dạng chất bôi trơn có sẵn. Trong số đó, dạng bôi trơn bằng chất lỏng được sử dụng phổ biến nhất.

Nếu không có dầu nhớt, các kim loại tiếp xúc trực tiếp và chuyển động qua nhau sẽ tạo ra ma sát và sinh nhiệt, gây mài mòn động cơ và giảm nhanh tuổi thọ động cơ.

Cấu tạo của hệ thống bôi trơn

Hệ thống bôi trơn gồm các bộ phận chính sau:

Bể dầu, cacte dầu

Là bể chứa hình bát lưu trữ dầu động cơ để chảy đến các động cơ. Két chứa dầu nằm bên dưới cacte giúp cho việc lấy dầu ra khỏi đáy một cách dễ dàng. Khi động cơ không chạy, thùng dầu là nơi chứa. Trong trường hợp đường xấu, mấp mô có thể làm hỏng bình dầu. Do đó, bộ phận này thường được làm bằng vật liệu cứng và có một lớp đá bảo vệ.

Bơm dầu (nhớt)

Đây là bộ phận có chức năng đẩy dầu bôi trơn đến tất cả các bộ phận chuyển động trong động cơ. Bơm dầu bao gồm ổ trục khuỷu, trục cam và bộ nâng van. Bơm dầu nằm dưới cacte, gần với thùng dầu. Bơm dầu cung cấp dầu cho bộ lọc dầu động cơ và đưa dầu về phía sau. Theo đó, dầu sẽ được đưa đến các bộ phận chuyển động khác nhau của động cơ ô tô thông qua đường dẫn dầu. Trong thực tế, bơm dầu và các đường dẫn dầu rất dễ bị tắc nghẽn bởi các hạt nhỏ, gây hư hỏng nghiêm trọng hoặc thậm chí hỏng động cơ. Vì vậy, việc thay nhớt và lọc định kỳ cho động cơ là vô cùng cần thiết.

Bộ lọc dầu

Bộ lọc giữ lại các hạt nhỏ và tách chúng ra khỏi dầu, làm sạch dầu trước khi đến các bộ phận của động cơ. Dầu trong bơm dầu sẽ chảy qua bộ lọc và vào các đường dẫn.

Đường dẫn dầu

Đường dẫn dầu giúp quá trình lưu thông dầu đến tất cả các bộ phận chuyển động của ô tô một cách nhanh chóng.

Đường ống dẫn dầu bao gồm một loạt các đường ống được kết nối với nhau. Chúng có tác dụng truyền dầu đến các bộ phận cần thiết. Đường ống dẫn dầu bao gồm các phân đoạn lớn và nhỏ được khoan bên dưới khối xi lanh. Các phân đoạn lớn hơn kết nối với các phân đoạn nhỏ hơn, chúng cùng nhau cung cấp dầu động cơ đến đầu xi lanh và trục cam trên không.

Bộ làm mát dầu

Đây là một thiết bị hoạt động như một bộ tản nhiệt với chức năng làm mát dầu nóng. Bộ làm mát dầu truyền nhiệt từ đầu động cơ đến chất làm mát động cơ thông qua các cánh tản nhiệt. Bộ làm mát dầu giúp ổn định nhiệt độ của dầu động cơ và giữ cho độ nhớt được kiểm soát. Điều này giúp động cơ không bị quá nhiệt và giảm sự mất chất lượng của dầu.

Chức năng của hệ thống bôi trơn

Nhờ cơ cấu đóng khe hở giữa các bộ phận chuyển động như trục và ổ trục, hệ thống bôi trơn có chức năng giảm thiểu mài mòn động cơ. Nhờ đó, các bộ phận chuyển động tránh tiếp xúc trực tiếp với nhau.

Hệ thống bôi trơn hoạt động như một chất làm sạch trong động cơ khi nó di chuyển các hạt bụi bẩn. Cụ thể, các hạt bụi nhỏ sẽ được giữ lại trong bộ lọc dầu trong khi các hạt lớn được giữ lại trong bình dầu.

Hệ thống bôi trơn hoạt động tương tự như hệ thống làm mát. Ngoài ra, hệ thống bôi trơn còn giúp giảm thiểu khí thải bằng cách tạo ra một vòng đệm giữa thành xylanh và các vòng piston. Hệ thống bôi trơn cũng giúp giảm mài mòn ổ trục bằng cách hoạt động như một bộ đệm khi ổ trục bị tải nặng đột ngột. 

Các phương pháp bôi trơn động cơ

Hệ thống bôi trơn có vai trò quan trọng trong quá trình vận hành của ô tô

Bôi trơn bằng pha dầu vào nhiên liệu

Phương pháp bôi trơn có tác dụng bôi trơn các hệ thống chi tiết máy trong động cơ xăng hai kỳ (kích thước nhỏ). Với phương pháp này thì dầu được làm mát bằng nước hoặc không khí. Cùng với đó, dầu nhớt sẽ được pha vào xăng theo tỷ lệ 1/20 hoặc 1/25 tùy thể tích.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống này là hỗn hợp xăng sẽ đi qua bộ chế hòa khí để biến thành các hạt nhỏ li ti. Kết hợp với không khí, chúng sẽ tạo thành hỗn hợp các hạt dầu và hỗn hợp khí ngưng tụ. Từ đó, dầu sẽ bám vào bề mặt chi tiết máy để bôi trơn ma sát.

Đây là phương pháp đơn giản và không đảm bảo an toàn vì không kiểm soát được lượng dầu bôi trơn. Một nhược điểm nữa là khi dầu và nhiên liệu cháy cùng nhau sẽ có muội than bám trên piston cản trở quá trình tản nhiệt.

Bôi trơn bằng vung té

Phương pháp bôi trơn bằng vung té thường được sử dụng trong động cơ xi-lanh đơn. Đây là một hình trụ nằm ngang có cấu tạo đơn giản.

Nguyên lý hoạt động của phương pháp này là dầu bôi trơn chứa trong cacte sẽ được thiết bị xúc dầu gạt lên. Đối với mỗi vòng quay của trục khuỷu, kim phun dầu sẽ được xúc một lần. Theo đó, các hạt dầu nhỏ sẽ bị ném vào khoảng trống của cacte rồi rơi tự do trên các bề mặt ma sát.

Với phương pháp này, các gân hứng dầu nhờn được tạo ra từ các vách ngăn trên ổ trục để đảm bảo ổ trục luôn được cung cấp đủ chất bôi trơn.

Đây là một phương pháp đơn giản và có thể không đảm bảo lưu lượng dầu bôi trơn của ổ trục. Do đó, các động cơ mới hơn không còn sử dụng phương pháp này để bôi trơn động cơ.

Bôi trơn bằng cưỡng bức

Đây là phương pháp được hầu hết các ô tô trang bị vì nó thỏa mãn các tiêu chí: bôi trơn tốt, làm mát hiệu quả, làm sạch bề mặt ma sát của chi tiết ổ trục.

Với phương pháp này, hệ thống bôi trơn sẽ bao gồm: cacte hoặc bình chứa dầu, bơm dầu, bộ lọc dầu thô và bộ lọc dầu tinh, bộ làm mát dầu nhờn, đồng hồ đo áp suất, đồng hồ đo nhiệt độ dầu mỡ, các đường ống dẫn dầu.

Phương thức hoạt động của hệ thống bôi trơn

Hệ thống bôi trơn cacte ướt: Dầu bôi trơn được chứa trong cacte rồi sau đó được hút qua phao. Tiếp theo, nó được đẩy qua bộ lọc thô để lọc bỏ các tạp chất, sau đó được đẩy vào các đường dầu mịn để chảy qua các ổ trục cam và trục khuỷu. Dầu bôi trơn sẽ được đường dầu ở trục khuỷu đưa đến chốt, theo đường dầu trên thanh truyền để bôi trơn chốt piston. Nếu trên thanh truyền không có đường dẫn dầu thì trên đầu nhỏ của thanh truyền phải có lỗ hứng dầu. Hệ thống bôi trơn cacte khô: tương tự như hệ thống bôi trơn cacte ướt nhưng có thêm hai bơm dầu để hút dầu từ cacte vào thùng.   

Các hư hỏng thường gặp ở hệ thống bôi trơn

Cần kiểm tra và xử lý các hư hỏng ở hệ thống bôi trơn bên trong càng sớm càng tốt 

Dầu tiêu hao quá nhiều do một số nguyên nhân sau:

• Lượng dầu vào buồng đốt và bị đốt cháy dẫn đến hao hụt

• Rò rỉ xảy ra

• Lượng dầu thất thoát dưới dạng hơi qua hệ thống thông gió

Áp suất dầu thấp do:

• Lò xo van xả yếu

• Bơm dầu bị mòn

• Đường dầu bị nứt

• Tắc nghẽn đường dầu

• Dầu bị loãng

• Vòng bi bị mòn

Áp suất dầu tăng cao do:

• Van xả bị kẹt

• Lò xo van mạnh

• Đường dầu bị tắc

• Dầu rất nặng

Người dùng cần nhanh chóng kiểm tra và xử lý các sự cố này để điều chỉnh áp suất dầu trong hệ thống bôi trơn động cơ hoạt động bình thường trở lại. Đôi khi hệ thống chỉ ra áp suất dầu thấp hoặc cao nhưng không phải nguyên nhân cụ thể, vì vậy cần phải kiểm tra để biết chính xác vấn đề và có biện pháp xử lý thích hợp.

Phương pháp chăm sóc và bảo dưỡng hệ thống bôi trơn

Bảo trì và bảo dưỡng hệ thống bôi trơn định kỳ giúp hạn chế các sự cố thường gặp như tắc nghẽn dầu, chống rò rỉ và giữ cho máy móc của xe hoạt động trơn tru cũng như kéo dài tuổi thọ của các bộ phận trong động cơ.

Cần thực hiện cách chăm sóc và bảo dưỡng sau để hệ thống bôi trơn hoạt động tốt:

• Sử dụng dầu nhớt phù hợp với xe.

• Dầu phải được duy trì ở mức thích hợp trong bình chứa dầu.

• Dầu nên được làm sạch thường xuyên và các bộ lọc cũ nên được thay thế sau tuổi thọ quy định.

• Các điểm kết nối, bộ chuyển đổi, van và đồng hồ đo áp suất cần được kiểm tra thường xuyên.

• Nên thay nhớt định kỳ sau khoảng thời gian khuyến cáo (sau 1.000km đầu tiên đối với xe sử dụng lần đầu và sau 3.000 - 5.000km đối với xe đã sử dụng một thời gian). Trước khi tra dầu mới, cacte cần được làm sạch cẩn thận.

• Cần đề phòng để dầu không bị dính bụi và nước.