Đồ án thiết kế hệ thống phanh ô tô

Đố án môn học kết cấu tính toán ô tô. Thiết kế theo lý thuyết ô tô để vẽ đường đặc tính động cơ, đặc tính kéo, đặc tính động lực học... Tính toán thiết kế các chi tiết của hệ thống phanh ô tô. Trình bày về hệ thống ABS...

CHƯƠNG 33 PISTON, XÉC MĂNG, THANH TRUYỀN

Công dụng.

Tất cả sức mạnh động cơ được sản sinh bởi đốt cháy nhiên liệu trộn với không khí trongbuồng đốt Nhiệt từ quá trình đốt cháy làm cho khí đốt để tăng áp lực Lực do của áp lựcnày sinh ra được chuyển đổi thành công hữu ích thông qua piston, thanh truyền, trụckhuỷu và Do đó, piston phục vụ ba mục đích

1 Chuyển đổi lực Piston chuyển lực khí thể của quá trình đốt cháy

với trục khuỷu thông qua thanh truyền

2 Làm kín buồng đốt Piston và xéc măng

nén không khí nén trong suốt kỳ nén và

khí đốt trong kỳ cháy

3 Dẫn nhiệt Nhiệt trong buồng cháy được truyền cho thành xylanh thông qua xécmăng, dẫn tới dầu động cơ thông qua các piston Các bộ phận cấu thành Các piston tạothành một đáy di chuyển đến buồng đốt

XEM Hình 33-1 Piston được gắn vào thanh truyền với một chốt piston Chốt piston cóthể chuyển động xoay được vì đầu nhỏ thanh truyền liên kết với piston tại vị trí đó Trụckhuỷu thay đổi chuyển động lên xuống của piston thành chuyển động quay Thanh truyềnđược nối với một phần của trục khuỷu gọi là cổ trục, má khuỷa Bạc piston làm kínkhông gian nhỏ giữa piston và tường xi lanh , giữ áp lực trên các piston Khi áp lực tích

tụ trong buồng đốt , nó đẩy vào piston Piston , lần lượt, đẩy trên chốt piston và kết thúctrên thanh truyền Đầu dưới của thanh truyền đẩy chốt khuỷa, điều này làm cung cấp lựclàm cho trục khuỷa quay, tạo ra lực quán tính Lực quán tính là nguyên nhân làm cho trụckhuỷa tiếp tục quay Việc này sẽ giúp cho piston trờ về vị trí ban đầu, và tiếp tục cho chu

kỳ sinh công tiếp theo Trong khi động cơ đang chạy, chu kỳ đốt giữ lặp đi lặp lại nhưchuyển động tịnh tiến lên xuống (di chuyển lên và xuống) và làm quay trục khuỷu

Piston hoạt động: Khi động cơ đang chạy, piston bắt đầu ở phía trên của xylanh Khi nó

di chuyển xuống, nó tăng tốc cho đến khi nó đạt vận tốc tối đa một chút trước khi nóđược nửa chừng Piston đến một điểm dừng ở dưới cùng của xi lanh khi trục khuỷa quayđược 180 độ Trong tiếp theo 180 độ quay tiếp theo của trục khuỷu, piston di chuyển lêntrên nó tăng tốc để đạt được vận tốc tối đa một chút so với điểm nửa chặng đường và sau

đó đến một điểm dừng ở đầu của chu kỳ Do đó, piston bắt đầu, tăng tốc, và dừng lại hailần trong mỗi vòng quay trục khuỷu.

Chú ý: Một piston điển hình trong hoạt động cơ 4000 RPM tăng tốc 0-60 mph ( 97 km / h) trong khoảng 0.004 thứ hai (4 ms ) khi nó di chuyển về nửa chừng xi lanh

Này hành động qua lại của piston tạo quán tính lớn lực lượng Quán tính là lực lượng gây

ra một phần được dừng lại để ở lại ngừng hoặc một phần đó đang chuyển động ở trongchuyển động Nhẹ hơn piston có thể được thực hiện, lực quán tính ít được phát triển ítquán tính sẽ cho phép tốc độ hoạt động động cơ cao hơn Vì lý do này, piston được thựchiện cho được càng nhẹ càng tốt trong khi vẫn có sức mạnh đó là cần thiết

Piston hoạt động với đầu hoặc đầu của nó tiếp xúc với nóng khí đốt, trong khi các địachỉ liên lạc váy tường cyl-Inder tương đối mát mẻ Điều này dẫn đến một sự khác biệtnhiệt độ khoảng 275 ° F (147 ° C) giữa trên và dưới của piston

Rãnh bạc piston: piston rãnh vòng nằm được-tween đầu piston và váy Chiều rộng của

rãnh, chiều rộng của các vùng đất giữa các rãnh vòng, và số lượng các vòng là yếu tốquan trọng trong việc xác định chiều cao tối thiểu piston bên ngoài đường kính của cácvùng đất khoảng 0,02-0,04 inch (0,5 đến 1 mm) nhỏ hơn hơn đường kính váy ? XEMHình 33-2

XEM Hình 33-3 cho một ví dụ về làm thế nào để đo lường đường kính của piston.

Piston Trọng lượng là quan trọng ! Tất cả các piston trong động cơ nên cân nhắc tương tự để giúp đảm bảo cân bằng động

cơ Trọng lượng piston trở thành một yếu tố khi thay đổi piston Hầu hết các pistonnhôm dao động trong trọng lượng từ 10 đến 30 ounces ( 280-850 gram ) (1 oz 28,35 g) Một kẹp giấy điển hình nặng 1 g Nếu xi lanh đã chán , piston thay thế lớn hơn là rõ ràngyêu cầu Nếu các piston thay thế nặng hơn , điều này đặt tải quán tính bổ sung trên vòng

bi rod Vì vậy, để giúp ngăn ngừa sự thất bại mang thanh trên một động cơ đại tu , cácpiston thay thế không nên cân nhắc hơn so với bản gốc piston

LƯU Ý: Một số diễn viên thay thế ít tốn kém piston hoặc hiệu suất cao piston giả mạo lànặng hơn nhiều so với piston chứng khoán , ngay cả trong kích thước cổ khoan Điều này

có nghĩa rằng các trục khuỷu có thể cần kim loại nặng thêm vào đối trọng

của trục khuỷu cho động cơ phải được cân bằng Đối với lý do tương tự , nếu một pistonđang được thay thế , tất cả các piston nên được thay thế hoặc ít nhất là kiểm tra và

sửa chữa để đảm bảo cùng trọng lượng

Đúc Piston

Piston nhôm đúc thường được thực hiện bằng cách sử dụng trọng lực đúc chết Trongquá trình , nóng chảy hợp kim nhôm này và về 10% silicon được đổ vào một khuôn Silicon được sử dụng để tăng sức mạnh và giúp kiểm soát sự mở rộng của piston khi nó

bị nóng Các kim loại khác được sử dụng trong các hợp kim nhôm bao gồm đồng, niken ,mangan và magiê XEM Hình 33-4

Một tiêu chuẩn piston nhôm đúc chứa khoảng 9% đến 12 % silicon và được gọi là mộtpiston eutectic để thêm sức mạnh, nội dung silicon được tăng lên khoảng 16% , và kếtquả piston được gọi là một piston hypereutectic lợi thế khác của một pistonhypereutectic là 25% giảm trọng lượng của nó và thấp hơn tỷ lệ mở rộng Những bất lợicủa piston hypereutectic là của họ chi phí cao hơn , bởi vì họ khó khăn hơn để đúc vàmáy Piston Hypereutectic thường được sử dụng trong các hậu mãi và thiết bị như banđầu trong nhiều công cụ tăng áp và tăng áp

Pistons giả mạo các công cụ Hiệu năng cao cần piston với sức mạnh thêm Piston giảmạo có một cấu trúc hạt dày đặc và rất mạnh mẽ Piston giả mạo thường được sử dụngtrong tăng áp hoặc động cơ tăng áp Vì piston rèn ít xốp hơn đúc piston, họ dẫn nhiệtnhanh hơn Piston rèn tháng- đồng minh chạy mát hơn piston đúc khoảng 20% XEMHình 33-5

Bởi vì người đứng đầu piston tạo thành một phần của buồng đốt, hình dạng của nó làquan trọng để các quá trình bustion Nhiều công cụ mới có piston hình phẳng hàng đầu.một số các piston hình phẳng hàng đầu đến rất gần với đầu xi-lanh mà trông được cắttrong top piston cho giải phóng mặt bằng van piston sử dụng trong công cụ cao-powered

có thể nâng mái vòm hoặc cửa sổ pop-up trên đầu piston Chúng được sử dụng để tăng tỉ

lệ nén Piston được sử dụng trong các công cụ khác có thể được cung cấp một trầm cảmhoặc một món ăn Các độ sâu khác nhau của món ăn cung cấp nén khác nhau tỷ lệ theoyêu cầu của mô hình động cơ khác nhau

Chú ý: động cơ mới hơn không sử dụng phù điêu van vì đây yêu cầu độ dày của đầupiston được trong nếp nhăn để cung cấp sức mạnh cần thiết Càng dày trên của piston, xahơn từ trên xuống các PI-top tấn nhẫn ngồi Để giảm không nung hydrocarbon (HC) thoátkhí khí thải, các kỹ sư cố gắng đặt vòng piston đầu càng gần trên cùng của piston càng tốt

để ngăn chặn sự nhiên liệu không nung khỏi bị mắc kẹt (và không bị đốt cháy) giữa đầupiston và trên cùng của vòng piston hàng đầu

Váy piston Một thiết kế piston dép váy ngắn hơn ở hai bên mà không phải là bề mặt đẩy Ưu điểm của sử dụng một thiết kế váy dép bao gồm: trọng lượng nhẹ hơn

Cho phép cho một chiều cao động cơ tổng thể ngắn hơn , bởi vì tay quay - đối trọng trục

có thể được gần gũi hơn với piston khi họ đang ở dưới cùng của đột quỵ

Hầu hết các công cụ hiện nay sử dụng một thiết kế dép váy piston

Piston nhôm mở rộng khi họ nhận được nóng Một phương pháp kiểm soát mở rộngđược đưa ra sử dụng một cam đất piston váy Với thiết kế này , các piston đẩy bề mặtphù hợp với chặt chẽ xi lanh, và đường kính piston ông chủ pin được trang bị một cáchlỏng lẻo Như mặt đất piston cam được làm nóng , nó mở rộng cùng pin piston để nó trởnên gần tròn tại bình thường của nó nhiệt độ hoạt động Một chiếc váy piston cam mặtđất được minh họa trong Hình 33-7

PISTON Finish Kết thúc trên váy piston thay đổi theo nhà sản xuất, nhưng tất cả đềuđược thiết kế để giúp giảm ma sát Là một điều kiện mà các kim loại của piston thực sựtiếp xúc với bức tường cyl - Inder Khi piston dừng lại ở đầu xi lanh , mối hàn hoặc

chuyển kim loại từ một phần đến khác có thể xảy ra Có thể được giảm bằng cách phủváy piston thiếc 0.0005 in ( 0,0125 mm) dày hoặc một lớp phủ graphite moly ? XEMHình 33-8

Các đầu hoặc người đứng đầu của piston nhỏ trong đường kính hơn so với phần còn lạicủa piston Đầu piston được tiếp xúc với nhiệt nhất và do đó có xu hướng mở rộng hơn sovới phần còn lại của piston XEM Hình 33-9

Hầu hết các piston có khe cắm tách ngang mà hành động như nhiệt đập Các khe giảmtruyền nhiệt từ đầu piston nóng với váy thấp hơn Điều này , đến lượt nó , giữ nhiệt độthấp hơn váy để giảm mở rộng váy Bởi vì khe được đặt trong vòng dầu rãnh , nó có thểđược sử dụng cho drainback dầu và kiểm soát mở rộng

PISTON thanh chống chèn một phát triển quan trọng trong việc mở rộng kiểm soát xảy rakhi nhôm piston được đúc xung quanh hai thanh chống bằng thép cứng Các thanh chốngthêm sức mạnh cho piston trong khu vực piston pin nơi sức mạnh bổ sung là cần thiết.Các thanh chống giúp kiểm soát sự giãn nở nhiệt Piston với chèn thanh chống bằng thép

cho phép tốt piston -to- xi lanh giải phóng mặt bằng tường ở nhiệt độ bình thường Đồngthời , họ cho phép giải phóng mặt bằng hoạt động lạnh để được làm nhỏ như 0.0005 in( một nửa nghìn của một inch ) ( 0,0127 mm) Nhỏ này rõ ràng hiểm sẽ ngăn chặn pistonlạnh tát và tiếng ồn Một piston điển hình kiểm soát việc mở rộng thanh chống có thểnhìn thấy trong Hình 33-10 Chốt Piston Piston chân được sử dụng để đính kèm cácpit-tông tới thanh truyền Chân piston còn được gọi là chân cổ tay hoặc khung sắt chân ,một thuật ngữ Anh Pin piston chuyển lực lượng sản xuất bởi áp lực buồng đốt và pistonquán tính với kết nối thanh Pin piston được làm từ thép chất lượng cao trong hình dạngcủa một ống để làm cho nó cả hai mạnh mẽ và ánh sáng Đôi khi, các lỗ nội thất của pinpiston được giảm dần , vì vậy nó là lớn ở hai đầu và nhỏ trong giữa pin Điều này tạo rasức mạnh pin đó là tỷ lệ thuận với vị trí của tải trọng đặt vào nó Một lỗ đôi côn như thếnày là tốn kém hơn để sản xuất , vì vậy nó được sử dụng duy nhất mà trọng lượng của nólợi thế giá trị chi phí thêm XEM Hình 33-11

Một số pin lỗ piston không trung trong piston Chúng nằm về phía bề mặt lực đẩy lớn, ap

- xỉ 0.062 in ( 1,57 mm) đường trung tâm piston , như trong Hình 33-12

Chốt bù đắp được thiết kế để giảm piston tát và tiếng ồn có thể dẫn đến là phần rộng nhấtcủa thanh truyền qua trên đầu trang trung tâm đã chết Lực đẩy nhỏ Phía lực đẩy nhỏcủa người đứng đầu piston có diện tích lớn hơn mặt chính Điều này là do pin ngoài thiếtlập Khi piston di chuyển lên trong xi lanh trên Compres - sion đột quỵ, nó cưỡi trên bềmặt lực đẩy nhỏ, khi áp lực nén trở nên đủ cao , lớn hơn khu vực đầu ở phía bên nhỏ làmcho piston để gà hơi trong xi lanh Điều này sẽ giúp phần trên của bề mặt lực đẩy nhỏtrên xi lanh Nó buộc dưới cùng của lực đẩy lớn sur- phải đối mặt liên hệ với bức tường

xi lanh Như các phương pháp tiếp cận piston trung tâm hàng đầu, cả hai bề mặt lực đẩy

được tiếp xúc với các tường xylanh Lực đẩy lớn Khi trục khuỷu băng ngang qua trungtâm hàng đầu, lực lượng trên thanh truyền di chuyển toàn bộ piston về phía bề mặt lựcđẩy lớn Phần dưới của các ma-jor bề mặt lực đẩy đã được tiếp xúc với các xi lanh tường.Phần còn lại của váy piston phiếu vào liên lạc đầy đủ chỉ sau các điểm giao nhau , qua đókiểm soát piston tát Ac – này tion được minh họa trong ? Hình 33-13

Off- thiết lập các piston về phía bề mặt lực đẩy nhỏ sẽ cung cấp một lợi thế cơ học tốthơn Nó cũng sẽ gây ra ít ma sát piston -to- xi lanh , piston và tăng tiếng ồn

Chú ý: Không phải tất cả các chân piston được bù đắp Trong thực tế , nhiều công cụhoạt động mà không có sự bù đắp để giúp giảm ma sát và cải chứng minh sức mạnh vàtiết kiệm nhiên liệu

PISTON PIN FIT Các kết thúc và kích thước của chân piston là chặt chẽ kiểm soát Chân piston có một kết thúc mirrorlike trơn tru kích thước của chúng được tổ chức hàngchục nghìn của một inch để phù hợp chính xác có thể duy trì Nếu pin piston là lỏng lẻotrong các piston hoặc trong kết nối thanh , nó sẽ làm cho một âm thanh trong khi động cơđang chạy Điều này thường là mô tả như một tiếng gõ đôi Tiếng ồn được tạo ra khipiston dừng lại ở điểm chết trên và xảy ra một lần nữa khi nó bắt đầu di chuyển xuốngphường , tạo ra một doubleknock hoặc rattling âm thanh Nếu pin piston là quá chặt chẽtrong piston, nó sẽ hạn chế mở rộng piston cùng pin đường kính và dẫn đến pistonscuffing Bình thường khe hở piston pin khoảng 0,0005-0,0007 in ( ,0126-,018 mm)

Toàn nổi chân piston sử dụng một số loại vòng khóa để giữ lại PI - tấn pin Có hai loạiphổ biến của vòng khóa Một là một chiếc nhẫn tắc nội bộ phù hợp với một rãnh trongpiston pin khoan Những chiếc nhẫn tắc nội bộ hoặc " clip vòng tròn " là com - monlygọi là " circlips " Khác là một " khóa xoắn ốc " vòng , mà là một vòng vết thương bằngphẳng hai hoặc ba lớp được làm từ thép cứng Khóa xoắn ốc được đưa vào một rãnh cắtvào piston pin khoan bằng khởi động với lớp dưới cùng và xoắn vòng xoắn ốc vào vị trícho đến khi tất cả các lớp trong các rãnh Toàn nổi chân piston thường được sử dụngtrong hiệu suất cao các công cụ chỉnh sửa và trong động cơ diesel ? XEM Hình 33-

14 Một số công cụ sử dụng nhôm hoặc nhựa cắm trong cả hai đầu của pin piston Cácphích cắm chạm vào tường xi lanh mà không ghi bàn, để giữ pin piston trung tâm trongcác piston Một phương pháp giữ lại chốt piston trong thanh truyền là làm cho thanhtruyền lỗ hơi nhỏ hơn so với chốt piston Pin được cài đặt bằng cách nung nóng thanh để

mở rộng lỗ hoặc bằng cách nhấn vào thanh chốt.XEM Hình 33-15

XÉC MĂNG

Mục đích và chức năng Xéc măng có nhiều chức năng trong động cơ

Chúng tạo thành một buồng đốt trượt ngăn chặn khí đốt áp suất cao rò rỉ quá khứ piston Chúng giữ cho dầu động cơ từ đi vào quá trình đốt cháy buồng Các vòng chuyển một sốnhiệt piston với xi lanh tường, nơi nó được lấy ra từ động cơ thông qua việc làm mát hệthống XEM Hình 33-16

Phân loại Piston nhẫn được phân thành hai loại

1 Hai vòng nén, nằm phía trên của piston

2 Một vòng kiểm soát dầu , nằm bên dưới các vòng nén

Chú ý: Một số công cụ , chẳng hạn như Honda nền kinh tế nhiên liệu cao động cơ, sửdụng piston với chỉ có hai vòng: một nén khí và một vòng kiểm soát dầu

Một chiếc vòng được thiết kế để nén tạo thành một con dấu giữa pit-tông di chuyển vàtường xi lanh, là cần thiết để có được sức mạnh tối đa từ quá trình đốt cháy áp lực chắcchắn Đồng thời , chiếc nhẫn nén phải giữ ma sát ở một tối thiểu Điều này có thể đượcthực hiện bằng cách cung cấp chỉ đủ tĩnh hoặc được xây dựng trong sự căng thẳng cơ khí

để giữ chiếc nhẫn tiếp xúc với thành xy lanh trong kỳ nạp Áp lực buồng đốt trong kỳcháy, điện, và khí thải được tác dụng cho đầu và mặt sau của xéc măng Áp lực này sẽ bổsung thêm lực thêm vào vòng đó là cần thiết để con dấu buồng đốt trong những kỳ nổ.Hình 33-17 minh họa cách buồng đốt tạo áp lực cho biết thêm lực lượng cho vòng XEMHình 33-18

Xéc măng dầu hoạt động cho phép dầu quay trở lại thông qua việc giãn nở và hở trong

ra vòng xoay trong rãnh trong một hướng tích cực

Vòng xoắn tích cực sẽ cho số liên lạc tường giống như côn vòng mặt Nó cũng sẽ cungcấp một con dấu dòng liên hệ trên phía dưới cùng của rãnh Đôi khi , xoắn và một mặtcôn được sử dụng trên các vòng nén cùng

Một số vòng thứ hai được hình chữ V trên bên ngoài thấp hơn tương Điều này cũngcung cấp một thay đổi tích cực vòng Sắc nét, thấp hơn góc ngoài trở thành một scrapergiúp kiểm soát dầu, nhưng loại vòng có kiểm soát nén ít hơn trước các loại

Vòng xoay ngược lại được sản xuất bởi các cạnh bớt vuông thấp hơn của xéc măng gócbên trong Này là con dấu của phần bên ngoài thấp hơn của chiếc nhẫn và vòng pistonrãnh , do đó cải thiện kiểm soát dầu Đảo ngược vòng xoắn yêu cầu một mặt côn lớn hơnhoặc thùng khuôn mặt để duy trì mong muốn vòng mặt đối xi-lanh tường liên lạc ? XEMHình 33-22 Một phong cách của vòng xoắn tích cực có counterbore tại các cạnh bênngoài thấp hơn ? XEM Hình 33-23

Xéc măng piston.

Vật liệu chế tạo

Các vòng piston đầu tiên đã được thực hiện với mặt cắt ngang hình chữ nhật đơn giản, sựbiến đổi với nến cây, cham-fers, counterbores, khe cắm, đường ray, và các chất làm tăng.Vật liệu vòng piston có thể bao gồm: Gang đúc, thép, gang dẻo (Điều này cũng được sử

dụng như một vật liệu trong vòng piston một số động cơ ô tô, rất linh hoạt và có thể xoắn

mà không vi phạm.)

CHROMIUM PISTON vòng một crom phải đối mặt với trên xéc măng làm tăng đáng kể

độ bền cho xéc măng, đặc biệt là ăn mòn vật có mặt trong không khí Trong sản xuất,vòng crôm mạ hơi vát ở các góc bên ngoài Về 0.004 in (0,01 mm) chrome sau đó được

mạ trên mặt nhẫn Vòng crôm phải đối mặt là

sau đó prelapped hoặc mài trước khi chúng được đóng gói và vận chuyển đến

khách hàng Các phải đối mặt với crom hoàn thành được thể hiện trong hình cắt

viên sắt cạnh trên và dưới molypden Cạnh này có thể được vát trong một số các ứngdụng Một quan điểm cắt của một chiếc nhẫn molypden mặt được hiển thị trong Hình 33-

26

Molypden mặt piston sẽ tồn tại dưới nhiệt độ cao và scuffing điều kiện tốt hơn so vớicrom mặt nhẫn Theo điều kiện mặc sive , crom mặt nhẫn sẽ có một dịch vụ tốt hơn cuộcsống Có rất ít sự khác biệt có thể đo lường giữa hai phải đối mặt với vật liệu đối vớiblowby , kiểm soát dầu , break-in , và mã lực với

Vòng piston với một trong hai loại facings là tốt hơn nhiều so đồng đúc vòng sắt với lớpphủ phốt pho Một khuôn mặt molypden vòng , khi được sử dụng , sẽ được tìm thấy trongrãnh hàng đầu, và một gang đồng bằng hoặc crom mặt nhẫn sẽ được tìm thấy trong rãnhthứ hai

MOLY - CHROME - Carbide nhẫn nhẫn với moly -chrome - lớp phủ cacbua cũng được

sử dụng trong một số thiết bị gốc ( OE) và ứng dụng thay thế Lớp phủ có tính chất baogồm độ cứng của chrome và cacbua kết hợp với nhiệt kháng của molypden .bạcCERAMIC - tráng bề mặt vòng gốm tráng được tạo ra bằng cách áp dụng một lớp phủgốm với vòng một quá trình sử dụng gọi là lắng đọng hơi vật lý (PVD ) Vòng gốm trángcũng đang được sử dụng khi khả năng chịu nhiệt bổ sung là cần thiết , chẳng hạn nhưtrong một số nhiệm vụ nặng , tăng áp , động cơ tăng áp hoặc cho

Ví dụ, General Motors Duramax 6.6 lít sử dụng động cơ diesel vòng gốm tráng

THANH TRUYỀN