941 7chuong ii tlbwd 20130111020258

CHƯƠNG II CÁC CƠ CẤU CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ 2.1 Cơ cấu khuỷu trục- truyền 2.1.1 Nhiệm vụ: Cơ cấu khuỷu trục truyền cấu động có nhiệm vụ nhận biến đổi lực khí thể đốt cháy nhiên liệu thành momen quay trục khuỷu, bao gồm hai nhóm chi tiết nhóm chi tiết cố định nhóm chi tiết chuyển động Nhóm chi tiết cố định gồm thân máy nắp xy lanh te dầu Nhóm chi tiết chuyển động gồm nhóm pít tơng, truyền, trục khuỷu, bánh đà 2.1.2 Các chi tiết chính: a, Thân máy: Thân máy với nắp xy lanh nơi lắp đặt bố trí hầu hết cụm chi tiết động Cụ thể thân máy bố trí xy lanh, hệ trục khuỷu, phận truyền động để dẫn động cấu hệ thống khác động trục cam, bơm nhiên liệu, bơm nước, bơm dầu, quạt gió… Thân máy động 7M- GTE giới thiệu hình 2.1 Hình 2.1: Thân máy Thân máy động loại thân xy lanh - hộp trục khuỷu Khối thân xy lanh động chế tạo liền với nửa hộp trục khuỷu theo hình thức vỏ thân xy lanh chịu lực Thân máy động chế tạo gang đúc, có tính dẫn nhiệt tốt b, Nắp xy lanh: Nắp xy lanh đậy kín đầu xy lanh, với pít tơng xy lanh tạo thành buồng cháy, buồng cháy động Toyota 7M- GTE có dạng đỉnh lõm Nhiều phận động nắp nắp xy lanh bugi, vòi phun, cụm xu páp… Ngoài nắp xy lanh cịn bố trí đường nạp, đường thải, đường nước làm mát, đường dầu bơi trơn… Do kết cấu nắp xy lanh phức tạp Nắp xy lanh động 7M- GTE giới thiệu hình 2.2 Hình 2.2: Nắp xy lanh đệm nắp máy Điều kiện làm việc nắp xy lanh khắc nhiệt nhiệt độ cao, áp suất khí thể lớn bị ăn mịn hố học bởỉ chất ăn mòn sản phẩm cháy Nắp xy lanh động Toyota 7M- GTE dạng nắp chung khối cho xy lanh Nó chế tạo hợp kim nhơm, có ưu điểm nhẹ, tản nhiệt tốt, giảm khả kích nổ Nắp nắp với thân máy qua đệm nắp máy gu giơng c.Nhóm Pít tơng: Các chi tiết pít tơng bao gồm: pít tơng, xéc măng khí, xéc măng dầu, chốt pít tơng chi tiết khác Nhóm pít tơng động Toyota 7M-GTE giới thiệu hình 2.3 Hình 2.3: Nhóm pít tơng Pít tơng; Chốt pít tơng; Vịng hãm; Xéc măng khí; Xéc măng dầu; Thanh truyền; Bạc đầu nhỏ truyền Pít tơng : Vai trị: chủ yếu pít tơng với chi tiết khác xy lanh, nắp xy lanh bao kín tạo thành buồng cháy, đồng thời truyền lực khí thể cho truyền nhận lực từ truyền để nén khí Điều kiện làm việc: Điều kiện làm việc pít tơng khắc nhiệt Trong q trình làm việc pít tơng phải chịu tải trọng học lớn có chu kỳ, nhiệt độ cao Pít tơng động chế tạo hợp kim nhôm chịu nhiệt Pít tơng có dạng đỉnh lõm, tạo xốy lốc nhẹ tạo thuận lợi cho q trình hình thành khí hỗn hợp cháy Trên phần đầu pít tơng có xẻ rãnh để lắp xéc măng khí xéc măng dầu Khe hở phần đầu pít tơng thành xy lanh nằm khoảng 0,04 0,06 mm Thân pít tơng có dạng hình tiết diện ngang hình ơvan có hai bệ để đỡ chốt pít tơng Thân pít tơng có nhiệm vụ dẫn hướng cho pít tơng chuyển động xy lanh Để đảm bảo cho pít tơng chuyển động dễ dàng xy lanh, khe hở phần thân pít tơng thành xy lanh chế độ nước làm mát 80 900C nằm khoảng 0,04 0,06 mm  Xéc măng: Xéc măng động Toyota 7M- GTE giới thiệu hình 2.4 Trên piston có loại xéc măng xéc măng khí xéc măng dầu Hình 2.4: Xéc măng 1.Xéc măng dầu; 2.Xéc măng khí Xéc măng khí có nhiệm vụ bao kín buồng cháy động dẫn nhiệt từ đỉnh pít tơng thành xy lanh tới nước làm mát Mỗi pít tơng lắp xéc măng khí vào hai rãnh đầu pít tơng Để xéc măng rà khít với thành xy lanh mạ lớp thiếc Xéc măng khí phía mạ crơm để giảm mài mịn Khi lắp khe hở miệng xéc măng nằm 10 khoảng 0,3 0,5 mm để giảm tượng lọt khí xuống te lắp đặt miệng xéc măng phải lệch 1800 Vật liệu chế tạo xéc măng khí thép hợp kim cứng Xéc măng dầu làm từ thép chống gỉ Xéc măng dầu có nhiệm vụ san lớp dầu bề mặt làm việc gạt dầu bôi trơn thừa từ thành xy lanh te Xéc măng dầu có lỗ dầu lắp vào rãnh pít tơng Trong rãnh có lỗ nhỏ ăn thơng với khoang trống phía pít tơng Khi lắp khe hở miệng xéc măng nằm khoảng 0,1 0,5 mm  Chốt pít tơng: Chốt pít tơng chi tiết nối pít tơng đầu nhỏ truyền Tuy có kết cấu đơn giản chốt pít tơng có vai trị quan trọng để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường động Trong q trình làm việc chốt pít tơng chịu lắc, va đập tuần hồn, nhiệt độ cao điều kiện bơi trơn khó khăn Chốt pít tơng động Toyota 7M-GTE giới thiệu hình 2.5 Hình 2.5: Chốt pít tơng 1.Vịng hãm; 2.Chốt pít tơng 11 Chốt pít tơng chế tạo thép hợp kim có thành phần hợp kim như: crơm, măng gan, thành phần bon thấp… xử lý tăng cứng mài bóng Chốt pít tơng có dạng hình trụ rỗng Các mối ghép chốt pít tơng với pít tơng truyền theo hệ trục để đảm bảo lắp ghép dễ dàng Chốt pít tơng lắp tự hai mối ghép Khi lắp ráp mối ghép chốt bạc đầu nhỏ truyền mối ghép lỏng, mối ghép với bệ chốt mối ghép trung gian, có độ dơi Phương pháp lắp làm cho chốt mòn chịu mỏi tốt khó bơi trơn mối ghép phải có kết cấu hạn chế di chuyển dọc trục chốt d Thanh truyền: Thanh truyền chi tiết nối pít tơng trục khuỷu Trong q trình làm việc truyền chịu lực khí thể, lực quán tính nhóm pít tơng lực qn tính thân truyền Các lực lực tuần hồn va đập Trong q trình làm việc động cơ, truyền thực chuyển động phức tạp: Chuyển động tịnh tiến dọc theo thân xy lanh chuyển động lắc tương đố so với trục chốt pít tơng Thanh truyền chế tạo thép hợp kim, thân truyền có khoan rãnh dẫn dầu bôi trơn nên bề mặt bạc đầu nhỏ chốt pít tơng Trên truyền có đánh dấu nửa đầu to truyền nửa đầu to truyền, với dấu pít tơng lắp dấu phải phía quay phía đầu động Trên hình 2.6 giới thiệu dấu định vị nhóm pít tơng- truyền 12 Hình 2.6: vạch dấu định vị nhóm pít tông- truyền Bạc đầu nhỏ truyền đồng có dạnh hình trục rỗng, bạc có lỗ dẫn dầu tương ứng với lỗ dầu nhỏ truyền Bạc đầu to loại mỏng lắp lẫn Bạc lót gồm hai nửa dập ghép từ thép mềm phủ lớp chịu mòn hợp kim nhơm có hàm lượng thiếc cao, chiều dày bạc lót sau phủ 1,6mm, chiều rộng 25mm, bạc có gờ khớp với rãnh nửa nắp đầu to để chống xoay Để đảm bảo cân cấu khủy trục– truyền, khối lượng truyền lựa chọn lắp không chênh lệch 6- gam e.Trục khuỷu: Vai trò trục khuỷu: trục khuỷu nhận lực tác dụng từ pít tơng tạo mơmen quay kéo máy công tác nhận lượng bánh đà; sau truyền cho truyền pít tơng thực q trình nén trao đổi khí xy lanh Điều kiện làm việc trục khuỷu khắc nhiệt phải chịu lực T, Z lực khí thể lực qn tính nhóm pít tơng- truyền gây ra.Ngồi trục khuỷu cịn chịu lực quán tính ly tâm khối lượng quay 13 lệch tâm thân trục khuỷu truyền Những lực gây uốn xoắn dao động xoắn dao động ngang trục khuỷu ổ đỡ Trục khuỷu động Toyota 7M- GTE giới thiệu hình 2.7 Hình2.7: Cấu tạo trục khuỷu Trục khuỷu động chế tạo thép hợp kim có thành phần mănggan, vơmphram… Phơi trục khuỷu chế tạo phương pháp rèn khuôn rèn tự Sau phơi ủ thường hố trước gia công Tiếp theo gia công trục khuỷu nhiệt luyện xử lý bề mặt gia cơng xác bề mặt làm việc, cổ trục cổ khuỷu Trên trục khuỷu gồm có đầu trục, cổ khuỷu, má khuỷu, đối trọng trục Trục khuỷu gồm có chốt khuỷu cổ trục Trục khuỷu động toyota 7M-GTE có đối trọng đúc liền Trên đầu trục có then để lắp puly dẫn động quạt gió, bơm nước cho hệ thống làm mát, có bánh trục khuỷu để dẫn động trục cam, bơm dầu Cổ trục khuỷu gia công xử lý bề mặt đạt độ cứng độ bóng cao Các cổ trục có chung đường kính Cổ khuỷu làm rỗng để làm rãnh dần dầu bôi trơn đến cổ chốt khác trục khuỷu 14 Chốt khuỷu gia công xử lý bề mặt để đạt độ cứng độ bóng cao Đường kính chốt nhỏ đường kính cổ Chốt khuỷu làm rỗng để giảm trọng lượng chứa dầu bôi trơn Các đối trọng làm liền với má Đi trục khuỷu có mặt bích để lắp bánh đà làm rỗng để lắp vòng bi đỡ trục sơ cấp hộp số f Bánh đà: Bánh đà động có kết cấu dạng đĩa hình 2.8 Hình 2.8: Bánh đà Bánh đà giữ cho độ chuyển động không đồng trục khuỷu động nằm giới hạn cho phép dự trữ động cho trình nén thải, nơi lắp chi tiết cấu khởi động vành khởi động nơi đánh dấu tương ứng với điểm chết khắc vạch chia độ góc quay trục khuỷu Bánh đà chế tạo từ gang xám cân động với trục khuỷu 15 2.2 cấu phối khí 2.2.1 Nhiệm vụ - yêu cầu: Cơ cấu phối khí bao gồm tất cụm, chi tiết kết cấu với chức đảm bảo trình trao đổi khí xy lanh động với mơi trường bên ngồi q trình nạp khí vào xy lanh thải sản phẩm cháy từ xy lanh mơi trường bên ngồi Cơ cấu phối khí động Toyota 7M-GTE giới thiệu hình 2.9 Hình 2.9: Cơ cấu phối khí 1.Phớt chắn dầu đầu trục cam; Nắp Trục cam; Trục cam; Bạc tì vấu cam Chụp xu páp; Móng hãm; Đĩa lị xo; Lị xo xu páp; Phớt chắn dầu bôi trơn; 10 Đế lò xo; 11 Ống dẫn hướng; 12 Đế đặt xu páp; 13.Xu páp; 12.Móng hãm; 16.Phớt chăn dầu 16 Yêu cầu cấu phối khí là: Nạp đầy thải chế độ làm việc động cơ; Tiếng ồn thấp, khả bao kín tốt; Độ bền độ tin cậy làm việc cao; Dễ dàng lắp ráp thay chi tiết sửa chữa bảo dưỡng điều chỉnh Cơ cấu phối khí dùng động Toyota 7M- GTE cấu phối khí dùng xu páp treo, sử dụng trục cam kép DOHC (Double overhead camshafts) giúp cho việc mở hoàn tồn đóng dứt khốt xu páp Vì làm tăng khả nạp đầy thải cho động cơ, đáp ứng hoàn toàn yêu cầu cấu phối khí 2.2.2 Các chi tiết chính: a, Trục cam: Trục cam dùng để dẫn động xu páp đóng mở theo quy luật định phù hợp với thứ tự làm việc động Điều kiện làm việc: Về mặt tải trọng trục cam chịu điều kiện làm việc nặng nhọc Các bề mặt làm việc cam tiếp xúc thường dạng trượt nên dạng hỏng chủ yếu mài mòn Trục cam chế từ thép hợp kim, bề mặt làm việc cam cổ trục thấm than cứng với độ thấm cứng khoảng 0,7 đạt độ cứng 52 mm 65 HRC Trong động Toyota 7M-GTE có hai trục cam lắp nắp xy lanh, vấu cam làm liền với trục Trên trục có 12 cam có dạng cam lồi Trục cam dẫn động từ trục khuỷu, thông qua truyền động đai bánh đai đẫn động cần phải ăn khớp với puly vị trí xác định đánh dấu để đảm bảo pha phối khí thứ tự làm việc động Cổ trục cam bôi trơn dầu bôi trơn dẫn từ ống dầu bên trục cam qua cửa dầu 17 b, Xu páp: Xu páp chi tiết trực tiếp đóng mở cửa nạp thải để thực trình nạp thải bao kín buồng cháy theo yêu cầu làm việc xy lanh, động sử dụng xu páp nạp xu páp thải cho xy lanh Xu páp chi tiết làm việc điều kiện nặng nề cấu phối khí Do tiếp xúc trực tiếp với khí cháy nên xu páp chịu áp lực lớn nhiệt độ cao xu páp thải Khi xu páp đóng mở nấm xu páp va đập với đế nên nấm dễ bị biến dạng cong vênh mòn rỗ bề mặt nấm Do vận tốc lưu động môi chất qua xu páp lớn Đối với xu páp thải vận tốc đạt 400 600 m/s gây ăn mòn học bề mặt nấm đế Xu páp thải động chế tạo thép hợp kim chịu nhiệt có thành phần như: silic, crôm, mănggan Đối với xu páp nạp sử dụng thép hợp kim crôm, mănggan Tuy nhiên khả chịu nhiệt không cao xu páp thải Theo kết cấu xu páp chia làm phần: nấm, thân đuôi Xuppa động Toyota 7M-GTE gới thiệu hình 2.10 Hình 2.10: Kết cấu phần xu páp lắp ghép xu páp với đế 1.Đuôi xu páp; 2.Thân xu páp; 3.Nấm xu páp 18 Nấm xu páp có chức đóng kín phần quan trọng nấm bề mặt làm việc nấm với góc vát 45 Cả xu páp thải nạp động có kết cấu dạng nấm Ưu điểm nấm đơn giản dễ chế tạo có diện tích chịu nhiệt nhỏ Độ cứng vững tán nấm cao nên giảm bán kính góc lượn từ phần tán nấm tới phần thân để giảm khối lượng Thân xu páp có tiết diện ngang hình trịn Thân xu páp có nhiệm vụ dấn hướng tản nhiệt cho nấm xu páp Phần nối tiếp nấm thân làm nhỏ lại để dễ gia công tránh bị kẹt xu páp ống dẫn hướng phần thân có nhiệt độ cao phần Phần xu páp có chỗ thắt để ăn khớp với gờ móng hãm Có lắp chụp bạc tì để nhận truyền động từ trục cam qua vấu cam Để tránh tượng giãn nở làm kênh xu páp nên có khe hở nhiệt Khe hở nhiệt xác định có độ dày khe hở quy định đặt vào đuôi xu páp điều chỉnh Phương pháp điều chỉnh khe hở nhiệt động Toyota 7M- GTE thay đổi chiều dày bạc tì phía chụp đuôi xu páp cho phép thay bạc mà không cần phải tháo trục cam, điều chỉnh khe hở nhiệt xu páp phải đảm bảo đóng kín Khi khe hở nhiệt lớn, xu páp mở khơng hồn tồn, làm giảm chất lượng q trình nạp thải, gây va đập, ngược lại khe hở nhiệt nhỏ, xu páp đóng khơng hồn tồn dẫn đến lọt khí, tạo muội mặt đế xu páp, khe hở nhiệt cần phải đảm bảo từ 0,25 – 0,3 mm xu páp thải, 0,15 - 0,2 mm xu páp nạp Đế xu páp chi tiết mặt để đảm bảo đóng kín xu páp u cầu đế xu páp phải có tuổi thọ cao, khả tạo kín khít tốt với mặt tán nấm xu páp để tránh lọt khí phải dẫn nhiệt tốt để giảm 19 nhiệt độ phần tán nấm Đế xu páp động chế tạo rời thép hợp kim nắp vào nắp máy c, Ống dẫn hướng xu páp: Để thuận lợi cho việc gia công, đại tu, sửa chữa kéo dài tuổi thọ lắp xy lanh thân xu páp nắp xy lanh có chi tiết trung gian ống dẫn hướng Ống dẫn hướng lắp lỏng với thân xu páp có chức dẫn hướng cho xu páp chuyển động tịnh tiến qua lại đóng mở Ống ép căng vào lỗ gia công nắp xy lanh Ống chế tạo gang hợp kim gang dẻo nhiệt luyện Ống có kết cấu hình trụ rỗng có vát mặt đầu để dễ lắp ráp d, Lò xo xu páp: Xu páp tì chặt lên đế đóng kín đường thơng nhờ lực đẩy lò xo Trên xu páp có lắp lị xo Lị xo xu páp chế tạo thép lò xo (thép crom sillic) sau ram cứng Giúp cho lị xo xu páp đảm bảo tốc độ động cao Lị xo xu páp có kết cấu hình trụ, hai đầu mài phẳng để lắp ráp với đĩa xu páp 20