http://www.ebook.edu.vn 31

CHƯƠNG 2: CƠ CẤU TRUYỀN LỰC

P ISTON

I. NHIỆM VỤ, ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC, YÊU CẦU VÀ VẬT LIỆU

CHẾ TẠO.

1.1. NHIỆM VỤ.

¾Piston cùng với các chi tiết trong nhóm piston, lót xylanh, nắp xylanh tạo

thành không gian công tác của động cơ.

¾Piston nhận áp lực khí thể từ phía đỉnh truyền tới trục khuỷu qua thanh

truyền và ngược lại.

¾Piston hút khí mới vào không gian công tác của động cơ, nén hỗn hợp môi

chất công tác và xả khí cháy ra ngoài.

¾Truyền nhiệt khí cháy qua vòng găng đến xylanh và truyền ra môi trường.

¾Động cơ hai kỳ piston còn có vai trò đóng mở cửa nạp, cửa xả.

1.2. ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC.

• Lực khí cháy, lực quán tính của bản thân.

• Nhiệt độ cao của buồng đốt.

•Chịu ma sát, mài mòn với xylanh trong điều kiện bôi trơn kém.

•Chịu áp lực va đập của chốt piston vào bệ chốt và va đập của vòng găng vào

rãnh vòng găng.

•Piston còn bị ăn mòn do tạp chất và các hóa chất có trong khí cháy gây nên.

1.3. YÊU CẦU.

•Piston phải chịu được ứng suất cơ và ứng suất nhiệt, không bị biến dạng,

chịu được ma sát và mài mòn.

•Hệ số dãn nở vì nhiệt nhỏ, truyền nhiệt nhanh.

•Khe hở nắp ráp chính xác, độ cứng, độ bóng cao. 32

•Khi nắp ráp đường tâm xylanh và piston phải trùng nhau, đường tâm này

phải vuông góc với đường tâm chốt piston.

1.4. VẬT LIỆU CHẾ TẠO.

•Vật liệu chế tạo hiện nay thường dùng: Gang và hợp kim nhôm , ngoài

ra còn dùng thép.

•Nhưng chủ yếu vẫn là hợp kim nhôm nhằm giảm lực quán tính do nhôm nhẹ

và tăng sự truyền nhiệt từ đỉnh piston ra thành xylanh do dẫn nhiệt tốt.

II. PHÂN LOẠI VÀ CẤU

TẠO

2.1. CẤU TẠO NHÓM

PISTON

• Đỉnh piston (đ)

• Đầu piston (1)

• Phần dẫn hướng (h)

•Các rãnh đặt xecmang và

xecmang (2,3,4,5)

• Chốt piston (6)

• Vòng hãm chốt (7)

• Ổ đặt chốt (8)

2.1.2. PISTON.

http://www.ebook.edu.vn 33

•Là bộ phận chuyển động trong lòng xylanh. Nó nhận áp lực từ môi chất

công tác rồi truyền cho trục khuỷu qua thanh truyền.

•Ngoài ra còn có tác dụng trong việc nạp, nén khí mới và đẩy khí thải ra khỏi

không gian công tác của xylanh.

a. Đầu Piston.

•Phía trong đầu piston và phần dẫn hướng được bố trí các gân chịu lực và tạo

các hốc để chứa dầu bôi trơn.

•Vật liệu chế tạo piston có hệ số dãn nở vì nhiệt cao thì người ta thường

vát bớt một phần ở phía đầu của lỗ chốt piston. Mục đích giảm khối lượng của

piston và bù lại phần giãn nở vì nhiệt giúp cho piston không bị bó kẹt trong xylanh.

Cách bố trí gân chịu lực và hốc chứa

dầu:

1: Đầu piston

2: Gân

3: Tăng bền chốt piston

4: Lỗ xả dầu

5: Rãnh vòng găng

6: Tăng bền

7: Lỗ chốt piston

b. Đỉnh Piston.

- Tùy vào đặc điểm tổ chức quá trình cháy và quá trình nạp xả mà ta có các hình

dạng đỉnh piston khác nhau:

3

2 1

4

5

6

7 34

+ Piston đỉnh bằng.

+ Piston đỉnh lồi.

+ Piston đỉnh lõm.

•Piston đỉnh bằng: Là loại phổ biến nhất. Có diện tích chịu nhiệt là nhỏ nhất,

kết cấu đơn giản dễ chế tạo được dùng trong động cơ xăng, động cơ diezel có buồng

cháy dự bị và xoáy lốc.

•Piston đỉnh lồi: Có độ cứng

vững cao, thường không bố trí gân chịu lực, diện tích chịu nhiệt lớn nên ảnh hưởng

xấu tới qúa trình làm việc của piston. Thường dùng trong các loại động cơ xăng có

buồng cháy chỏm cầu dùng xupap treo và trong các động cơ xăng hai kì cỡ nhỏ,

Piston đỉnh lõm: Diện tích chịu nhiệt lớn hơn đỉnh bằng nhưng có ưu điểm là

tạo ra xoáy lốc nhẹ trong quá trình nén và qúa trình cháy.Thường dùng trong động

cơ diezel 4 kì và 2 kì cớ buồng cháy thống nhất, một số động cơ xăng (buồng cháy

chỏm cầu) và động cơ diezel (buồng cháy dự bị và buồng cháy xoáy lốc).

c) b)

c)

e)http://www.ebook.edu.vn 35

c. Váy piston.

• Vai trò dẫn hướng trong xylanh và chịu lực ngang, chịu mài mòn do tiếp

xúc với lót xylanh.

•Ở động cơ cao tốc váy piston thường ngắn không đặt xecmang piston tỳ sát

vào thành xylanh ở phương chuyển động lắc của thanh truyền.

•Ở động cơ thấp tốc thì váy piston thường dài hơn. Phía trong bố trí các ổ đỡ

chốt piston, phía ngoài có thể bố trí một vài xecmang dầu.

2.1.3. XECMANG.

• Là các vòng đàn hồi được nắp vào các rãnh trên piston. Khi làm việc

xecmang chịu tác dụng của nhiệt độ cao, áp suất va đập lớn, ma sát mài mòn nhiều

và chịu ăn mòn hóa học của khí cháy và dầu bôi trơn.

•Có hai loại xecmang:

+ Xecmang khí

+ Xecmang dầu.

2.1.4. CHỐT PISTON.

•Là chi tiết liên kế piston với thanh truyền. Chốt thường được khoan lỗ rỗng

để giảm khối lượng.

•Trong khi làm việc chốt chịu tác dụng của lực khí thể và chịu lực quán tính

rất lớn, chịu va đập mạnh.

•Dễ mài mòn do làm việc trong môi trường có nhiệt độ cao, khó bôi trơn.

•Mặt chốt phải được đánh bóng để giảm ứng suất tập trung. Khi lắp ghép với

piston thanh truyền thì khe hở lắp ghép nhỏ để tránh va đập. 36

•Vật liệu chế tạo phải đảm bảo độ cứng vững và độ bền, chịu mài mòn

và chống mỏi tốt.

2.2. PHÂN LOẠI PISTON.

2.2.1. THEO KẾT CẤU.

Piston được chia làm hai loại: Piston liền và piston ghép.

Piston liền:

Chế tạo đơn giản. vật liệu chế tạo có độ bền và khả năng chịu nhiệt, mài mòn tương

đối cao.

Piston ghép: Phần đầu làm bằng vật liệu chịu nhiệt

có độ bền cao có thể thay thế sau một thời gian làm việc.

Nhược điểm là nặng, phức tạp độ chính xác khi chế tạo và nắp ghép phải cao.

1. Đỉnh piston.

2. Đầu piston.

3. Xecmang khí .

4. Xecmang dầu.

5. Bulong.

6. Đường dẫn dầu bôi trơn và làm mát.

7. Phần dẫn hướng.

http://www.ebook.edu.vn 37

2.2.2. THEO TỐC ĐỘ QUAY.

•Piston động cơ có tốc độ cao: Thường ngắn và phần dẫn hướng không đặt

xecmang hoặc là có nhưng ít từ 2÷3 vòng

Piston động cơ thấp tốc: Thường dài số vòng găng nhiều (4÷6) và đặt cả ở

phần dẫn hướng

1. Phần dẫn hướng. 38

2. Bệ chốt piston

3. Chốt piston.

4. Nắp đầu piston.

5. Xecmang khí .

6. Xecmang dầu.

7. Buồng đốt.

8. Đỉnh piston.

9. Rãnh xecmang khí.

10. Rãnh xecmang dầu.

III. HAO MÒN, HƯ HỎNG, KIỂM TRA SỬA CHỮA.

3.1. HAO MÒN.

•Piston bị cào xước: Xảy ra khi động cơ khởi động, khi có ít dầu bôi trơn

thành xylanh hoặc đông cơ quá nóng khó bôi

trơn.

•Piston bị mòn: Do bị ăn mòn hóa học của khí cháy và dầu bôi trơn. Mài

mòn do ma sát giữa piston và xylanh trong quá trình làm việc. http://www.ebook.edu.vn 39

•Rãnh vòng găng mòn: Do ma sát khi làm việc và ăn mòn của khí cháy.

•Váy bị bóp méo: Do chịu lực ngang, làm xecmang có hình ôvan không còn

khă năng gạt dầu bôi trơn.

• Piston bị cháy.

3.2. HƯ HỎNG.

•Các gờ rãnh xecmang bị uốn.

•Đỉnh piston và váy bị nứt, vỡ.

3.3. KIỂM TRA, SỬA CHỮA.

•Piston bị cào xước: Nhẹ thì có thể đánh bóng và sử dụng lại, nặng thì thay

thế .

•Rãnh vòng găng bị mòn: Dùng vòng găng mới và thước lá để kiểm tra độ

mòn ở rãnh. Nếu khe hở lớn hơn 0,012mm thì cần gia công lại rãnh piston

40

Đo khe hở bằng thước lá

•Váy bị bóp méo :Dùng panme để đo.

Khắc phục bằng cách lắp thêm chi tiết dãn, làm dãn phần váy bằng qúa trình

gia công cơ khí hoặc gia công nhiêt.

Trường hợp nặng phải thay thế.

http://www.ebook.edu.vn 41

Bộ làm dãn piston

•Ở xylanh bị mòn: Dùng thước lá và lực kế lò xo để đo khe hở giữa piston và

xylanh. Thay đổ chiều dày thước lá và dùng lực kế kéo đến khi lực kế chỉ 3÷4,5 Kg

thì chiều dày thước lá là khe hở giữa piston và xylanh.

•

Ngoài ra còn dùng các biện pháp khác để phục hồi kích thước piston:

+ Nong: Dùng búa nong để phục hồi kích thước của váy piston.

+ Khía khám: Dùng máy khía khám là máy tiện chuyên dụng. Quá trình

khám nâng kim loại ở hai mặt chịu lực ngang của piston và làm tăng đường kinh

piston.

+ Hàn đắp và tiện.

XÉC MĂNG

1.Nhiệm vụ của xec măng:

Xéc măng là các vòng đàn hồi bằng gang được lắp vào các rãnh trên

pittong.Trong quá trình động cơ làm việc nó làm nhiệm vụ sau:

•Bao kín buồng đốt không cho khí thể lọt xuống cacte để khỏi ảnh hưởng

đến công suất và dầu bôi trơn khỏi bị phá hủy. 42

•Là chi tiết trung gian để truyền nhiệt từ pitong ra thành xilanh rồi ra nước

hoặc không khí làm mát cho động cơ.

•Đưa dầu nhờn cho thành xilanh(xécmăng khí) và gạt dầu về(xécmăng dầu)

không cho dầu xục lên buồng đốt của động cơ.

2. Điều kiện làm việc của xéc măng :

Xecmang làm việc trong điều kiện khắc nghiệt

•Chịu nhiệt độ cao

•Áp suất va đập lớn

•Ma sát mài mòn nhiều

•Chịu ăn mòn hóa học của khí cháy và dầu nhờn

3. Yêu cầu về xéc măng : Do điều kiện làm việc của xec măng nên xec măng

cần phải có các yêu cầu sau:

•Vật liệu chế tạo phải có hệ số ma sát nhỏ và hệ số giãn nở vì nhiệt nhỏ.

•Phải có độ cứng thích hợp để chịu mài mòn tốt trong điều kiện ma sát giới

hạn.

•Phải có sức bền,tính đàn hồi cao và ổn định trong điều kiện nhiệt độ cao.

4. Vật liệu chế tạo xec măng: Do điêu kiện làm việc nên người ta dùng các

vật liệu sau:

•Gang xám péclit

•Gang hợp kim:niken_molíp đen, von fram,titan....với hàm lượng nhỏ nên

nâng cao độ bền cơ học và dộ bền ,độ dẻo.

•Để xec măng đỡ bị mài mòn người ta thường mạ một lớp crôm xốp trên bề

mặt làm viêc của xéc măng chiều dày (0.1đến 0,2 mm),Vì lớp mạ này tăng cường

độ cứng bề mặt tỉnh chống mòn tốt giảm hệ số ma sát.

Ngoài ra người ta còn mạ thiếc mỏng chiều dày lớp mạ từ (0,005 đến

0,01)mm. để nâng cao tinh chống mòn và nhằm mục đích giảm thời gian chạy rà

của động cơ.

5. Kết cấu của xec măng:

Xec măng có kết cấu đơn giản , nó có dạng như vòng thép hở miệng . http://www.ebook.edu.vn 43

1.Mặt đáy

2. Mặt lưng

3.Mặt bụng

4 .Phần miệng

5. Khe hở miệng ở trạng

thái lắp ghép trong xylanh.

6. Phân loại xec măng:

Có 2 loại xecmăng:xec măng dầu , xec măng khí

Hinh 2 Xecmang khí

•Xec măng khí- có chưc năng làm kín buồng đốt và dẫn nhiệt từ đỉnh píton ra

thanh xylanh. .trên mỗi piston có từ 2 đén4

xec măng khí.

Hình 3 44

Xecmang dầu

•Xec măng dầu:có chức năng san đều dầu bôi trơn trên mặt gương cua

xylanh và gạt dầu bôi trơn dư từ mặt gương xylanh về cacte. trên mỗi piston có từ 1

đến 2 xec măng dầu bố trí phía dưới xec măng khí.

•Xec măng dầu sẽ gạt hết dầu nhờn từ xilanh về cacter

•Xec măng dầu còn bố trí một mảng mỏng trên thành

xi lanh

7.Hư hởng và sửa chữa xec măng

a .Hư hỏng:

•Hư hỏng thường gặp ở vòng găng là: cháy , rỗ , gẫy

giai đoạn trước nó là sự bó kẹt trong rãnh đặt vòng găng.

•Khi vòng găng bị mòn nhiều khí sẽ lọt từ trên

xuống,còn dầu không được vét sạch, màu khí xả xanh đậm.

Vòng găng làm kín khoảng hở

b. Kiểm tra

•Ta dùng thước để kiểm tra khe hở bên

giữa vòng găng và rãnh vòng găng. http://www.ebook.edu.vn 45

•Khe hở lưng kiểm tra bàng ánh sáng đèn.

•Khe hở miệng thì đo bàng thước lá.

Hình 5 Đo khe hơ miệng bằng thước lá

Hình 6 Kiểm tra vòng găng

a/ khe hở bên b/ khe hở miệng

c/ khe hở lưng - khe hở vòng

d/ độ đàn hồi

Nếu các vòng găng hơi giống nhau thì cứ 3 lần thay vòng găng vòng găng

thứ nhất là 1 lần thay toàn bộ.Có thể tận dụng các vòng găng phía dưới bằng cách

đổi chỗ cho vòng găng số 1 nhưng phải đảm bảo đúng khe hở miệng.

Chú ý cách lắp vòng găng:

•Nên dùng kìm chuyên dụng

•Đặt miệng vòng găng liền nhau lệch nhau 180o

46

•Đặt đúng chiều vào đúng vòng găng.

Hình 7 Làm sạch các rãnh vòng găng

8.Bảo dưỡng vòng găng (xec

măng):

Phải lắp đúng vòng găng không nếu

lắp ngược có thể tăng sự tiêu thụ dầu bôi

trơn.

•Hãy đẩy vòng găng khí từ bộ vòng

găng mới xuống phía dưới hành trình vòng

găng trong , sau đó đo khoảng hở miệng vòng găng .

Hình 8: Đo khe hở miệng vòng găng

Một số vòng găng có thể dũa bớt đi để đạt

khe hở cần thiết.

•Nếu khe hở trong phạm vi cho phép

(0,25-0,5mm) bạn có thể kiểm tra độ ăn khớp của http://www.ebook.edu.vn 47

tưng vòng găng khí trong rãnh pittong tương ứng

Hình 9: Kiểm tra độ ăn

khớp của vòng găng

•Hãy lăn vòng găng trong rãnh nếu cảm thấy chặt tay bạn cần làm sạch rãnh

vòng găng. Nếu cảm thấy quá lỏng thì cần kiểm tra khoảng hở giũa vòng găng &

rãnh

•Để kiểm tra vòng hở giữa rãnh & vòng

găng thì hãy đặt vòng găng vào rãnh đo khoảng

hở này bằng cữ đo chiều dày khoảng hở cho phét

tối thiểu là 0,025mm. không vượt quá(0,1 mm )

đối với hầu hết các động cơ.

•Để lắp vòng găng dầu trên pittong bạn

hãy lắp vòng thép xoắn vào vị trí sau đó lắp vòng

găng khí bằng công cụ chuyên dùng.

•Không nên xoắn vòng găng khí do vòng

găng tương đối giòn dễ gãy hoặc co thể bị cong kẹt trong rãnh pittong,có thể định vị

vòng găng sao cho khe hở phù hợp với yêu cầu của nhà sản xuất, nói chung các khe

hở vòng găng không thẳng hàng.

Hình 10: Lắp vòng dầu

48

9. Lựa chọn vòng găng mới.

Việc lựa chọn vòng găng mới tùy thuộc vào thành xilanh và chế độ gia công

lại thành xilanh .

•Nếu thành xilanh chỉ mòn không đáng kể thì thì chỉ cần dùng các vòng găng

tiêu chuẩn phù hợp với độ mòn độ côn

độ lệch cho phép của xilanh

•Nếu xilanh được gia công lại

với đương kinh lớn hơn, đương kinh đó

sẽ xác định kích cỡ vòng găng cần sử

dụng.

•Nếu độ côn trong khoảng (

0,13-0,23mm) bộ vòng găng tiêu chuẩn

mới có thể đáp ứng được yêu cầu, nếu

độ côn vượt quá khoảng cho phép cần

phải gia công lại xilanh và chọn vòng găng tương ứng với đương kính xilanh sau

khi gia công.

Hinh 11:Vòng găng mới

THANH TRUYỀN

I.Điều kiện làm việc yêu cầu :

1.1 Nhiệm vụ :

¾Nhận lực piston truyền cho trục khuỷu và ngược lại

¾Góp phần biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay

của trục khuỷu và ngược lại

1.2 Điều kiện làm việc :

Làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao ,chịu áp lực chịu lắc , chịu va đập ,

chịu ứng suất cơ lớn , chịu ăn mòn hoá học ...

1.3 Yêu cầu : http://www.ebook.edu.vn 49

•Các thành phần của thanh truyền phải có độ bền và tính tin cậy cần thiết

•Độ chống mòn và khả năng làm việc của các ổ đỡ cao .

II Cấu tạo và phân loại :

1.Cấu tạo gồm: đầu nhỏ đầu to, thân thanh truyền các bạc lót của đầu nhỏ và to, các

bulông

Cấu tạo thanh truyền

1- Đầu to

2- Bạc lót đầu trên

3- Bulông

4- Cái hãm bulông

5- Bạc lót đầu dưới

6-Bulông thanh truyền

7- Mũ ốc

8- Chốt chẻ

a) Đầu nhỏ: Nối với piston nhờ chốt piston, có dạng rỗng , bên trong có lỗ

dẫn dầu bôi trơn .

b) Thân thanh truyền :Có tiết diện hình chữ I nối đầu nhỏ và đầu to thanh

truyền.

Chế tạo bằng thép 40 ,50 hoặc thép hợp kim.

c) Đầu to thanh truyền: Đầu to thanh truyền quay quanh trên tay quay trục

khuỷu gồm 2 phần:

• Một phần dính vào

thân

• Phần kia làm rời gọi

là nón, nón gắn cứng vào

thân nhờ 2 bulông. 50

Trong đầu to có 2 miếng bạc lót, trong động cơ tàu thủy, đầu to thường làm

rời và gắn vào thân nhờ bulông có gờ định vị.

Động cơ mô tô và xe máy vì dùng trục khuỷu ghép nên đầu to thanh truyền

được làm thành khối liền với thân

d) Bạc lót : Trong động cơ ô tô đa số ổ trục và ổ chốt đều là ổ trượt , bề mặt

bạc lót có tráng hợp kim.

e) Bulông : Dùng để lắp đầu to thanh truyền vào trục khuỷu.

2.Phân loại

•Dựa vào thiết diện thân truyền :

¾Thân truyền tiết diện hình chữ I

¾Thân truyền tiết diện hình tròn

¾Thân truyền tiết diện hình chữ H

•Theo kết cấu đầu to thanh truuyền:

¾Đầu lệch

¾Đầu không lệch

Đầu to kiểu không lệch

Đầu to kiểu lệchhttp://www.ebook.edu.vn 51

III .HAO MÒN , HƯ HỎNG KIỂM TRA SỬA CHỮA

1.Biên: bạc bị mòn làm tăng khe hở giữa bạc và cổ trục, dẫn đến lượng dầu

phun ra vượt quá giới hạnh. Khi khe hở dầu tăng gấp đôi, lượng dầu phun ra tăng

xấp xỉ 5 lần so với khe hở bình thường. Khe hở tăng gấp 4 lần bình thường, dầu

phun tăng khoảng 25 lần so với mức bình thường. trục cơ quay làm cho dầu phun ra

tuần hoàn. Nếu mức phun dầu quá nhiều, các vòng găng không quạt hết, làm dầu lọt

vào và bị đốt cháy trong xilanh.

Bạc mòn làm xuất hiện tiếng gõ, tuổi thọ của vật liệu làm bạc trục bị giảm.

Dầu bôi trơn không đủ, động cơ quá nóng, quá tải, những sai sót khi gia công cơ khí

làm tăng tốc độ hư hỏng bạc đỡ.

1.1.Kiểm tra biên và khe hở: Kiểm tra độ mòn của bạc, nắp bệ đỡ và nắp

biên, các khe hở đầu lớn và đầu nhỏ. Các bulông đai ốc kiểm tra tình trạng ren. Lỗ

đầu ở biên và ổ bạc phải thông, không bám than.

Bạc biên bị mòn, xước, rỗ, bị ăn mòn hoặc có dấu hiệu mỏi sẽ thay mới. Các

bạc bị mỏi, kim loại bị phá vỡ sau một quá trình làm việc trục trặc và chịu tải nặng

ở nhiệt độ cao. Nếu một cặp bạc lót có hiện tượng mỏi, phải thay toàn bộ bạc lót của

động cơ. Kiểm tra mặt của bệ đỡ bạc lót bằng thước ống lồng và pan me, tiến hành

đo độ côn, độ méo, nếu độ méo vượt quá 0.05mm phải thay biên.

a. Kiểm tra khe hở bằng thước ống lồng và pan me: Văn chặt nắp có lắp bạc

lót vào thân biên có bạc, theo đúng mômen xiết quy định. Dùng thước lồng đo để

xác định đường kính lớn nhất và kiểm tra lại bằng pan me.

Tiếp tục, đo đường kính và các cổ biên để xác định các kích thước và tính độ

mòn côn, méo. Độ méo không quá 0.036mm, mòn côn 0.025mm. Sự khác nhau

giữa đường kính của bạc lót và cổ biên tương ứng là khe hở giữa chúng. Nếu khe hở 52

vượt quá 0.037mm phải thay bạc lót hoặc biên.

Hình 2.3: phương pháp đo bạc biên bị mòn dùng thước ống lồng và pan

b. Đo bằng đoạn thước mỏng: Để kiểm tra khe hở bằng thước trên, dùng một

thước lá dày 0.038mm dài 18mm, rộng 6mm, nhúng dầu và đặt nó vào giữa cổ biên

và bạc lót song song với trục cơ. Đăt nắp và xiết chặt. Nếu khe hở đúng, quay trục

cơ bằng tay có cảm giác nặng hơn khi không có mẫu thước bên trong. Nếu không

cảm thấy nặng chứng tỏ khe hở đã vượt quá. Thay các đoạn thước cho đến khi quay

nhẹ, sẽ được kích thước khe hở chính xác.

c. Đo bằng thước dẻo (kẹp chì): Thước gồm các miếng chất dẻo (hoặc chì)

mảnh như sợi chỉ có đường kính vài % mm, mỗi đoạn có thể đo khe hở chính xác

đến phần trăm milimét (Hình 2.4).

Trước khi đo, lau sạch dầu ở bạc lót và cổ trục vì chất dẻo có thể hòa tan

trong dầu.

Để kiểm tra khe hở bạc, đặt một đoạn thước chất dẻo vào giữa bạc và lắp vào

cổ biên, xiết chặt nắp đến lực qui định. Bề dày của mẫu thước chất dẻo lớn hơn khe

hở, thước sẽ bị dàn mỏng ra. Không quay trục cơ khi đo. Tháo nắp biên và lấy mẩu

thước dính ở bạc hoặc cổ biên. Kiểm tra lại http://www.ebook.edu.vn 53

thước,chiều rộng của mẫu thước được dát mỏng chính là khe hở bạc lót và cổ

biên.

Hình2.4: đo khe hơ băng phương pháp kẹp chì

d. Đo khe hở dọc trục: Lắp biên trên trục cơ (Hình 2.5) đẩy biên về một phía

cổ, kiểm tra khe hở dọc ở phía má biên biên kia bằng thước lá. Ở động cơ xilanh

thẳng hàng, khe hở trong khoảng (0.1 - 0.25) mm, khe hở vượt quá phải thay

biên.Ở động cơ chữ V với các tay biên lắp cạnh nhau, khe hở dọc trục 0.18 -

0.36mm, vượt quá 0.36 mm phải thay biên.

hình 2.5: kiểm tra khe hở dọc trục của biên bằng các lá thép mỏng

1.2.Sửa chữa: Bằng phương pháp điều chỉnh hoặc thay bạc lót theo cốt sửa

chữa

Những bạc đúc liền với biên thường có thể điều chỉnh nếu bạc bị mòn quá

giới hạn, bằng các tấm đệm điều chỉnh. Số lượng các tấm đệm lấy đi ở hai bên sẽ 54

cho khe hở cần thiết. Nếu bạc biên đúc mòn quá giới hạnh điều chỉnh phải thay

biên.

a. Điều chỉnh: Chắc chắn các tấm đệm phân đều ở hai đầu bạc, lắp nắp biên

và xiết chặt với mômen quy định.

Bảng 2.1: Khe hở bạc lót biên (inch)

Đường kính cổ

biên (inch)

Khe hở quy định Khe hở cho phép

lớn nhất (giới hạn mòn)

2 - 23/4

213/16

- 31/2

0.0005 - 0.0015

0.0015 - 0.0025

0.0035

0.005

b. Thay thế: Nếu cổ biên mòn quá 0.075mm, và độ côn, méo còn trong giới

hạn cho phép, lăp bạc lót phụ đảm bảo đúng kích thước, đạt khe hở quy định ở bảng

2.1

Khi độn mòn côn, méo vượt quá giới hạn cho phép, cổ biên cần mài tới kích

thước dưới tiêu chuẩn và lắp bạc lót phụ đã doa đúng kích thước yêu cầu ổ đỡ của

bạc biên. Ổ đỡ đúc các kích thước tiêu chuẩn 0.25; 0.5; 0.75 và 1.5mm dưới tiêu

chuẩn.

2.Thân thanh truyền (tay biên)

Piston chuyển động trong xilanh thẳng với đường trục lót xilanh và vuông

góc với đường tâm trục cơ. Chốt Piston phải song song với các cổ biên và bạc biên

để piston dịch chuyển trong xilanh không bị kẹt.

Tay biên cong có thể làm cho piston vếch lên trong xilanh làm tăng độ mòn

của piston, thành xi lanh, chốt piston và bạc biên (Hình 2.9). Độ mòn ở đầu piston

khu vực lắp vòng găng thường về một phía của piston và ở váy piston theo hướng

đối diện. Ở những piston bị vểnh, vòng găng không nằm đúng vị trí và dẫn đến lọt

hơi qua vòng găng.

http://www.ebook.edu.vn 55

hình2.9:biên bị cong làm lech các bề mặt bac lót

Tay biên cong cũng làm cho bạc và chốt piston mòn không bình thường, các

bạc lót cũng bị vểnh trên cổ biên làm tăng các vùng ma sát ở hai đầu bạc đối diện

chéo nhau, làm bạc chóng mòn.

Nếu một số chi tiết bị vỡ, kẹt khi vận hành, lực tác động vào biên sẽ lớn làm

cho biên bị cong hoặc xoắn. Biên cần kiểm tra và nắn thẳng trước khi lắp vào động

cơ (Hình 2.10). Kẹp biên trên giá đỡ của dụng cụ nắn biên ở đầu to của biên. Khi

kiểm tra, các bạc lót tháo khỏi ổ đỡ, nắp và thân biên cần xiết chặt với lực quy định.

Lắp chốt Piston vào đầu nhỏ của biên. Hai mặt phẳng xê dịch so với chốt. Độ xoắn

của biên kiểm tra bằng cách so sánh góc giữa hai mặt nghiêng hai đầu . Độ cong của

biên được xác định bởi hai mặt đáy của bề mặt đo.

Biên bị cong và xoắn có thể nắn lại bằng một dầm uốn và cờ lê định cữ hoặc

bằng dụng cụ trang bị trên bộ nắn biên. Dùng thước lá để kiểm tra, độ cong và xoắn

không vượt qú 0.05 mm cho 150mm chiều dài. Khi nắn biên, phải nắn quá vị trí ban

đầu để sau đó tự trở lại vị trí thẳng. 56

Hình 2.10: bộ nắn biên dùng kiểm tra và nán biên cong xoắn

TRỤC KHUỶU

I . Nhiệm vụ điều kiện ,làm việc , yêu cầu :

1)Nhiệm vụ :

¾Trục khuỷu là một trong những chi tiết máy quan trọng nhất cường độ làm

việc lớn nhất giá thành cao nhất của động cơ .

¾Công dụng của trục khuỷu là tiếp nhận lực truyền từ piston qua thanh

truuyền và biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục

khuỷu để truyền công suất ra ngoài.

2) Điều kiện làm việc:

Trong quá trình làm việc trục khuỷu chịu tác dụng của lực khí cháy , lực

quán tính .

Các lực tác dụng gây ra ứng suất uốn và xoắn trục đồng thời còn gây ra dao

động dọc và dao động xoắn làm động cơ rung động và mất cân bằng.

Ngoài ra các lực nói trên còn gây ra hao mòn lớn trên các bề mặt ma sát của

cổ chính và cổ biên.

3) Yêu cầu : http://www.ebook.edu.vn 57

Tuổi thọ của động cơ chủ yếu phụ thuộc vào tuổi thọ của trục khuỷu, vì vậy

đối với kết cấu của trục khuỷu cần đảm bảo các yêu cầu sau:

¾Có sức bền lớn, độ cứng vững lớn, có trọng lượng nhỏ và ít mòn .

¾Có độ chính xác gia công cao , bề mặt làm việc cần có độ bóng bề mặt , độ

cứng cao .

¾Không xảy ra hiện tượng dao động cộng hưởng trong phạm vi tốc độ sử

dụng

¾Kết cấu của trục khuỷu phải đảm bảo tính cân bằng và tính đồng đều của

động cơ nhưng đồng thời phải dễ chế tạo .

II . Phân loại và cấu tạo

1) Phân loại :

Về hình thức kết cấu trục khuỷu chia làm 2 loại : trục khuỷu nguyên và trục

khuỷu ghép .

¾Trục khuỷu nguyên : áp dụng cho động cơ cỡ nhỏ và trung bình.

T

rục

khuỷu

nguyê

¾Trục khuỷu ghép :được sử dụng nhiều ở động cơ lớn kết cấu phức tạp

58

Trục khuỷu ghép

Xét về số lượng cổ trục ,trục khuỷu chia làm 2 loại :

Trục khuỷu đủ cổ và trục khuỷu trốn cổ .

¾Trục khuỷu đủ cổ trục thường sử dụng ở động cơ diezel công suất lớn.

Trục khuỷu đủ cổ động cơ 4 kỳ , 4 xy lanh

1 đầu trục 2. chốt khuỷu 3. cổ khuỷu

4. má khuỷu 5. đối trọng 6 . Đuôi trục khuỷu

¾Trục khuỷu trốn cổ trục (thiếu cổ trục ):thường được sử dụng nhiều trong

động cơ xăng , điêzel cỡ nhỏ và trung bình

http://www.ebook.edu.vn 59

2) Vật liệu chế tạo:

¾Thép : động cơ tốc độ thấp như động cơ tầu thuỷ thường được chế tạo bằng

thép cácbon trung bình C35,C40,C45 .

•Động cơ cao tốc dùng thép hợp kim crôm , niken

•Động cơ cường hoá (xe đua , xe du lịch ..) chế tạo bằng thép hợp kim

mangan, vonpram ...

Dùng phương pháp rèn đạt độ bền cao hơn so với đúc

¾Gang graphit cầu : dễ đúc và rẻ ,chịu mòn tốt không nhạy cảm với ứng suất

tập trung , đảm bảo điều kiện bền cho trục khuỷu .

3) Cấu tạo :

¾Đầu trục:khuỷu :dùng để lắp bánh răng dẫn động , bơm cao áp , bơm

dầu...trên đầu trục khuỷu còn

có thêm bộ giảm chấn làm giảm

dao động xoắn .

Đuôi trục

cổ chính

Đối trọng

chốt

khuỷu

Đầu trục

Má khuỷu 60

Một loại kết cấu đầu trục của động cơ ô tô

¾Cổ chính

Các cổ chính động cơ thường có cùng một kích thước đường kính. Đường

kính cổ chính chọn theo sức bền, điều kiện hình thành màn dầu bôi trơn , thời gian

sử dụng ,và số lần bảo dưỡng lớn .

•Kích thước đường kính cổ chính trục động cơ xăng thường dct =

(0.65÷0.8)D ,lct=(0.5÷0.6)dct

•Kích thước đường kính cổ chính trục động cơ điêzel thường dct

=(0.7÷0.85)D . Trong đó, D:đường kính xy lanh.

¾Cổ biên (chốt khuỷu) : Nối trục khuỷu với thanh truyền :

•Đường kính có thể lấy nhỏ hơn hoặc bằng đường kính cổ chính .

•Chiều dài cổ biên phụ thuộc vào khoảng cách giữa 2 đường tâm xy lanh kề

nhau và chiều dài cổ trục .

http://www.ebook.edu.vn 61

Hình dáng lỗ rỗng trong cổ khuỷu

a)Hình ống b)hình trống c)lỗ lệch tâm

¾Má khuỷu :Má khuỷu là bộ phận nối giữa cổ trục và cổ biên

Các loại hình dạng má khuỷu:

•Hình chữ nhật

•Hình tròn

•Hình ô van

a) Các dạng

má khuỷu

b)Các lỗ khoan

trong má

khuỷu

¾Đối trọng : đối trọn được lắp trên trục khuỷu có 2 tác dụng chủ yếu

•Cân bằng lực và momen quán tính không cân bằng của động cơ

•Giảm phụ tải cho cổ trục

Mặt khác trục khuỷu và thân máy là những chi tiết không cứng vững, biến

dạng nên đối trọng còn có tác dụng cân bằng và giảm rung động .

Kết cấu đối trọng : đối trọng có nhiều loại

•Đối trọng hàn liền với má khuỷu ở động cơ điêzel

•Đối trọng được ghép vào má khuỷu bằng bu lông 62

Để giảm trọng lượng đối trọng thì đối trọng phải được mắc càng xa tâm quay

của trục càng tốt.

Các kiểu đối trọng

:

a)lắp bằng đinh

tán hoặc bulông ngoài

b)Bulông có nắp

đậy

c)Gắn bulông trong

d)Lắp bằng bulông đặt ngang

e)Lắp rãnh mang cá

¾Đuôi trục khuỷu:

Dùng để lắp các cơ cấu truyền dẫn công suất (bánh đai ,bánh đà , ..) vì dùng

để tháo lắp với cơ cấu truyền động nên đuôi trục khuỷu dùng mặt bích lắp bánh đà

có ưu điểm tháo lắp dễ dàng và mối ghép chắc chắn .

¾Lỗ dẫn dầu bôi trơn

http://www.ebook.edu.vn 63

Ở các cổ khuỷu cổ biên đều làm rỗng để bố trí các rãnh dầu bên trong .

Yêu cầu :

•Lỗ dẫn dầu bố trí ở vị trí có áp suất tiếp xúc nhỏ nhất

•Phương pháp bôi trơn dầu trong trục khuỷu là phương pháp cưỡng bức

•Dầu bôi trơn phải làm việc nhanh chóng

•Dầu phải được lọc sạch khi đến bề mặt làm việc

III . Hao mòn kiểm tra sữa chửa :

1 . Hao mòn :

Trục khuỷu bị xói mòn do dòng chảy của dầu bôi trơn ,

Xướt bề mặt do cặn dầu không được lọc sạch

Ăn mòn điện hoá dưới nhiệt độ và cường độ làm việc cao

Đầu và đuôi trục khuỷu bị mòn do ma sát với các cơ cấu dẫn động

Tất cả nguyên nhân này gây biến dạng kích thước làm khe hở của các gối đỡ

tăng lên .

Kiểm tra

Kiểm tra sơ bộ , xem bề mặt các cổ biên cổ trục bằng thước thẳng, hoặc bằng

bột màu

Nếu độ mòn nhỏ cần mài lại cho bóng, bôi trơn dầu , và kiểm tra độ cặn của

dầu, hệ thống lọc dầu .

Độ biến dạng của trục khuỷu vượt quá giới giạn cho phép và cơ cấu làm việc

không cao.

Các dạng mòn :

¾Mòn méo:

Coå chính 64

•Mòn méo tại các cổ trục do tăng áp lực lên các cổ ở kỳ nén và kỳ nổ .

•Các cổ biên có đường kính nhỏ hơn cổ trục nên thường mòn méo lớn hơn .

¾Mòn côn

•Mòn côn ở cổ chính do vênh nắp ổ đỡ hoặc giá đỡ của cổ trong hộp trục

•Mòn côn ở cổ biên do biên bị cong lỏng chốt hoặc do mạt kim loại trong

dầu.

•Ở trong các rãnh dầu các cặn cứng làm mòn một phía nhiều hơn phía kia .

2.Hư hỏng:

Tải trọng lớn tác động vào trục cơ làm nó bị uốn ở các điểm giữa cổ chính

trước và sau

Các trục cong khi quay tròn bị giật nên tác động nên cổ chính mạnh hơn lực

bình thường gây ra ứng suất uốn lớn và làm nứt gãy trục .

Vết nứt trục khuỷu

Khôi phục lại trục khuỷu

Khi trục khuỷu hao mòn quá mức qui định hoặc bị gãy nứt ta tiến hành khôi

phục lại trục khuỷu bằng cách :

•Khôi phục các cổ trục bị hao mòn bằng cách phun kim loại kết hợp gia công

điện cơ .

•Hàn chấn động điện (rung động điện )

•Hàn tự động dưới một lớp hàn đặc biệt (trợ dung)

•Hàn mạ điện phân (mạ thép hoặc mạ crôm) http://www.ebook.edu.vn 65

Sau khi khôi phục lại trục khuỷu có thể mài dũa lại hình dạng và kích thước

ban đầu .tuy nhiên khôi phục trục khuỷu khó khăn tốn kém đòi hỏi thiết bị cao .

Nếu trục bị hư hỏng nặng gãy lớn cần thay lại trục khuỷu. 66

PHẦN II

NHỮNG GiẢI PHÁP VÀ KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC

ĐƯỢC ÁP DỤNG NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỖN HỢP CHÁY

2.1 Khái niệm hỗn hợp cháy (HHC):

-HHC là hỗn hợp giữa nhiên liệu và không khí.

-Quá trình tạo HHC bắt đầu từ thời điểm nhiên liệu được hòa trộn với không

khí đến thời điểm hỗn hợp nhiên liệu hòa khí bốc cháy.

2.2 Các thông số đánh gía chất lượng tạo HHC:

*Đối với động cơ xăng ta có các thông số:

-Độ đồng nhất của HHC: HHC được gọi là đồng nhất nếu nó có thành phần

như nhau tại mọi khu vực trong buồng đốt.

-Hệ số dư lượng không khí λ: λ=L\Lo =G\Go

Lo : lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy một đơn vị số lượng

nhiên liệu.

L: lượng không khí thực tế để đốt cháy hoàn toàn một đơn vị số lượng nhiên

liệu.

Go: lưu lương không khí lý thuyết cần để đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu:

G: lưu lượng không khí thực tế đi vào không gian công tác của động cơ.

- Chất lượng định lượng : là khả năng điều chỉnh lượng nhiên liệu chu trình

cho phủ hợp với chế độ làm việc của động cơ và khả năng phân phối đều hỗn hợp

cháy cho các xylanh.

* Đối với động cơ diesel:

-Độ đồng nhất HHC.

-Chất Lượng định lượng.

-Chất lượng định thời: là khả năng định thời điểm bắt đầu và kết thúc quá

trình phun nhiên liệu.

-Qui luật phun mhiên liệu: bao gồm thời gian phun và đặc điểm phân bố tốc

độ phun.

2.3: Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng hỗn hợp cháy: http://www.ebook.edu.vn 67

•Có hai yếu tố cơ bản:

-Nhiên liệu.

- Hệ thống tạo hỗn hợp cháy:

Đối với động cơ xăng: bộ chế hòa khí hoặc hệ thống phun xăng.

Đối với động cơ diesel: hệ thống phun nhiên liệu

Ngoài ra cấu hình của buồng đốt, hệ thống nạp xả có ảnh hưởng lớn đến chất

lượng quá trình tạo hỗn hợp cháy.

Trong cơ cấu truyền lực, đỉnh piston là một phần giới hạn tạo nên buồng đốt

do đó hình dạng đỉnh piston có ảnh hưởng dến quá trình tạo hỗn hợp cháy.

2.4 Biện pháp cải thiện chất

lựong tạo hỗm hợp cháy bên trong

không gian công tác:

-Để tăng chất lượng tạo hỗn

hợp cháy bên trong không gian công

tác ta cần có kết cấu không gian công

tác hợp lý để có thể tạo ra dòng

chuyển động rối bên trong tạo điều kiện cho việc hòa trộn nhiên liệu và không khí

được dễ dàng.

Đối với động cơ diesel việc tạo chuyển động rối trong buồng đốt có ý nghĩa

rất quan trọng trong việc tạo hỗn hợp cháy. Vì trong động cơ diesel thời gian tạo

hỗn hợp cháy rất ngắn ( khoảng vài phần nghìn giây ) , do đó cần có những kết cấu

của buồng đốt , vòi phun , và cơ cấu phân phối khí phù hợp để có thể tạo ra được

dòng chuyển động tối ưu của không khí để phục vụ cho việc tạo hỗn hợp cháy. . Đối

với động cơ xăng do hỗn hợp cháy được hình thành bên ngoài không gian công tác

do đó việc kết cấu buồng đốt không có ý nghĩa lớn như ở động cơ diesel . Đối với

động cơ xăng hai kỳ kết cấu đỉnh piston có ảnh hưởng lớn đền quá trình nạp - xả.

2.5 Giải pháp kết cấu đỉnh piston để cải thiện chất lượng hỗn hợp cháy:

2.5.1 Đỉnh piston hơi lõm hoặc dạng ω nong trang bị cho buồng đốt thống nhất :

- Kết cấu đỉnh piston theo phương pháp này tạo ra khoảng không gian buồng đốt 68

rộng hơn so với piston đỉnh bằng, nên nhiên liệu sẽ được hòa trộn tốt hơn nhờ vào

dòng khí xoáy ( dòng khí này không mạnh).

2.5.2: Đỉnh piston được khoét lõm sâu:

* Đối với động cơ xăng : đình piston được khóet sâu kết hợp với dòng khí

vào từ supáp nạp sẽ tạo ra dòng khí xóay trong không gian công tác tăng khả năng

hòa trộn hỗn hợp cháy.

* Đối với động cơ diesel: đỉnh piston được khoét sâu dạng ω kế hợp với vị trí

đặt hệ thống kí nạp , sẽ tạo ra dòng xoáy tiếp tuyến trong lỗ khóet và dòng khí chèn

hướng kính mạnh làm tăng khả năng hòa trộn hỗn hợp cháy.

2.5.3: Đỉnh piston được khoét thàmh những dạng khác nhau trong buồng đốt

xoáy lốc: http://www.ebook.edu.vn 69

-Trong buồng cháy thống nhất dòng xoáy lốc thứ nhất do buồng xoáy lốc tạo

ra , dòng khí này kết hợp với dòng xoáy thứ 2 do đĩnh khoét của piston tạo ra sẽ

tăng chuyển động rối trong buồng đốt làm tăng qúa trình tạo hỗn hợp cháy.

2.5.4 Đỉnh piston được khoét lõm gần khu vực các lỗ thông trong buồng

cháy dự bị :

Việc khoét lõm đĩnh piston gần các lỗ thông nhầm mục đích tập trung không

khí tại các lỗ thông nhiều hơn để lượng không khí này có thể sớm tham gia vào quá

trình hình thành hỗn hợp cháy và đốt cháy nhiên liệu khi hoà khí từ buồng cháy phụ

được phun vào buồng cháy chính.

2.5.5 Piston có bứu : 70

Dùng cho động cơ xăng hai kỳ , bứu piston có công dụng dẫn hướng hỗn

hợp cháy trong hành trình nạp xả , để giảm lượng hỗn hợp cháy bị thất thoát qua

cửa xả trong thời gian cửa nạp và cửa xả mở đồng thời.