Làm Lại Đầu Máy: Thay Thế Bạc Đạn và Piston

Hôm nay, chúng ta đi vào từng giai đoạn cụ thể trong tiến trình làm lại (rebuild) đầu máy. Xin bắt đầu với bạc đạn và piston.

Bạc đạn là gì? ở đâu?


           Cấu trúc đầu máy và vị trí của các hộp bi (bearings) trong camshaft, connecting rod, và crankshaft

Bạc đạn gọi là Bearings, là hệ thống “bi” để hỗ trợ và bảo vệ những bộ phận có nhiệm vụ xoay tròn, làm giảm ma sát, giúp những bộ phận ấy xoay tròn nhuần nhuyễn hơn.
Đầu máy xe hơi cần đến bạc đạn ở ba nơi, tính từ trên đầu máy xuống như sau: Camshaft (trục trên đầu máy), Connecting Rod (thanh nối Piston với trục dưới), và Crankshaft (trục dưới).
Trong những điều kiện làm việc bình thường, nhớt chạy qua các khe hỡ xen giữa trục và bạc đạn để đưa đi những vảy cặn tạo ra sự hao mòn.
Kích cỡ các khe hở đã được tính toán từ trong giai đoạn sản xuất để duy trì sự lưu thông và áp suất nhớt thích hợp. Trải qua thời gian phục vụ, các bộ phận hao mòn, khe hở rộng thêm ra, khiến cho nhớt chảy nhanh hơn, đồng thời giảm áp suất nhớt, gây ra nhiều cọ sát, khiến cho bạc đạn lại càng chóng mòn hơn.
Bạc đạn mòn làm phát ra những tiếng gõ từ đầu máy. Thợ chuyên nghiệp nghe tiếng gõ có thể chẩn đoán được là bạc đạn ở bộ phận nào. Thí dụ:
- Bạc đạn Crankshaft (gọi là Main Bearing): Máy bắt đầu gõ cùng với tiếng xình xịch khi mới nổ máy, rồi tiếp tục đổ dồn khi xe đã lăn bánh. Cùng lúc xuất hiện dấu hiệu “áp suất nhớt thấp” (low oil pressure). Đó là các dấu chỉ cho biết bạc đạn ở trục dưới (crankshaft) đã mòn nhiều.
- Bạc đạn Connecting Rod: Máy bắt đầu lên tiếng gõ keng keng như có những miếng thiếc hoặc miếng nhôm chạm vào nhau, và càng dồn dập hơn khi tăng tốc, đó là dấu hiệu bạc đạn trong thanh nối Piston đã mòn, cần được thay thế.
Tuy nhiên, vấn đề không phải chỉ là thay thế bạc đạn, nhưng ngay cả trục xoay (crankshaft) và piston cũng cần phải được chế phục hoặc thay mới. Đây là công việc chuyên môn phối hợp hai ngành thợ máy: Thợ Machinist lo việc sửa, tiện, chế phục; Thợ Mechanic lo việc lắp ráp. Thợ máy như chúng ta thường gặp ở các trung tâm sửa chữa đa số là Mechanic, công việc Machinist khi đó sẽ được khoán lại cho những nhà máy khác.
Quan sát bạc đạn cũ, chúng ta có thể biết được nguyên nhân gây ra sự hư hại hoặc hao mòn. Nếu bạc đạn nhiều vết trầy sát, điều đó cho thấy dòng nhớt luân lưu không được sạch, và có nhiều vẩy cặn do lâu ngày không thay nhớt, không thay màng lọc nhớt. Cũng có thể bơm nhớt mòn, hoặc màng lọc trong máy bơm nhớt bị kẹt…. Nên, khi thay bạc đạn, phải xem xét lại cả những bộ phận này và thói quen bảo trì.

                                          Sơ đồ máy với Piston, Connecting Rod và Crankshaft

Thay thế Piston và Piston Rings

Bộ phận kế tiếp cần phải nói đến trong tiến trình Rebuild là hệ thống piston. Piston là một ống tròn di chuyển lên xuống trong lòng xi lanh theo chu kỳ cháy nổ. Chúng ta gọi là xe bốn máy, khi xe có bốn piston. Đầu piston có ba vòng thép ép vào trong khe, gọi là Piston Ring (vòng nhẫn).
Piston di chuyển được là nhờ độ hở (clearance) thích hợp giữa piston và lòng xi lanh. Nếu độ hở không đủ, piston sẽ bị kẹt, nhúc nhích được. Nếu độ hở quá rộng, piston sẽ không tạo đủ sức nén trên tổng hợp nhiên liệu và không thể dẫn đến sự cháy nổ, hoặc sẽ gây ra nhiều tiếng động khi piston di chuyển.
Piston rings gồm ba “vòng nhẫn” khoác vào cổ mỗi Piston. Những vòng nhẫn này có thể mòn theo sự di chuyển của piston.
Piston hay piston ring bị mòn sẽ làm giảm sức nén, đồng thời khiến nhớt chảy vào trong crankcase, gây ra hiện tượng “blowby”, làm đầu máy giảm power, hao xăng, và ống bô thải khói đen làm ô nhiễm môi trường. Piston và vòng nhẫn mòn còn làm tăng vẩn đục trong dòng nhớt, giảm bớt tính năng của nhớt, ảnh hưởng xấu tới hệ thống bạc đạn.
Piston cũng có thể bị nứt nẻ và vòng nhẫn có thể bị gẫy do hiện tượng bu-gi đánh lửa không đều gây ra misfire, do carbon đóng tầng quá dầy trong lòng xi lanh, do xăng phẩm chất kém, do đầu máy overheat…. Tất cả những nguyên nhân cũng dẫn tới hiện tượng hao nhớt vì rò rỉ vào trong crankcase.
Khi xem xét piston và vòng nhẫn, cần phải quan sát lòng xi lanh có bị trầy sớt gì không. Vòng nhẫn có thể thay thế, nhưng mechanic lắp không khéo léo có thể gây thiệt hại ngay khi lắp do lắp chênh, lắp xoắn….. Piston và xi lanh sẽ được Machinist chế phục nếu có hư hại, hoặc cần thay mới nếu không thể chế phục được. Thay thế piston hoặc xilanh tương hợp với sức nén cần thiết cho đầu máy, kích cỡ lòng xi lanh, và cách thức sử dụng đầu máy….
Hai phần trên đây – bạc đạn và piston – là những phần phổ thông nhất trong công tác rebuild đầu máy. Ngoài ra, còn rất nhiều bộ phận khác phải thay hoặc phải được sửa chữa, như Cam Drive, Camshaft, Timing Belt, Engine Valves….

Haosmith@yahoo.com
Muốn giữ xe ở tình trạng hoàn hảo nhất, xin xem Cẩm Nang Bảo Trì Tập I, II, và III do Phạm Đình và Hao Smith phát hành, mỗi tập $6.00+$2.00 cước phí. Money Back Guarantee 3 tháng. Gửi cheque cho Phạm Đình, 9800 Bolsa Ave # 86, Westminster, CA 92683. Tel: 714 317 0625. Cho biết điện thoại và email, nếu có. Có thể hỏi tại nhà sách Tú Quỳnh 714-531-4284; hoặc Tự Lực 714-531-5290.