Đồ án khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, nắp thân máy và xylanh

Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, nắp-thân máy và xylanh là một trong những hệthống quan trọng và chiếm diện tích lớn nhất nhất của động cơ, là một trong những hệthống trong động cơ được q

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỞ ĐẦU 2

1 Mục đích của đề tài 2

2 Ý nghĩa của đề tài 2

NỘI DUNG 3

1 CƠ CẤU TRỤC KHUỶU - THANH TRUYỀN 3

1.1 Nhóm piston 3

1.1.1 Công dụng, điều kiện làm việc và yêu cầu 3

1.1.2 Đặc điểm cấu tạo 4

1.1.3 Kiểm tra hư hỏng và sửa chữa 9

1.2 Thanh truyền 17

1.2.1 Nhiệm vụ, điều kiện làm việc và yêu cầu 17

1.2.2 Đặc điểm cấu tạo 17

1.2.3 Kiểm tra và sữa chữa các hư hỏng 21

1.1 Trục khuỷu, bánh đà 25

1.1.1 Nhiệm vụ, điều kiện làm việc và yêu cầu của trục khuỷu 26

1.1.2 Đặc điểm cấu tạo của trục khuỷu 27

1.1.3 Bánh đà 29

1.1.4 Hiện tượng nguyên nhân hư hỏng 31

1.1.5 Nguyên nhân gây ra hư hỏng của trục khuỷu 32

1.1.6 Kiểm tra và sữa chữa các hư hỏng trục khuỷu 33

1.1.7 Kiểm tra và sữa chữa các hư hỏng bánh đà 37

2 NẮP-THÂN MÁY 38

2.1 Thân máy và nắp máy 38

2.1.1 Cấu tạo thân - nắp máy và các-te 38

2.1.2 Kiểm tra hư hỏng nắp máy-thân máy và các-te 43

2.1.3 Phương pháp sữa chữa 46

3 XYLANH 46

3.1 Công dụng, điều kiện làm việc 46

3.2 Phân loại và cấu tạo 46

3.3 Hiện tượng nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra 48

3.3.1 Hiện tượng nguyên nhân hư hỏng 48

3.3.2 Phương pháp kiểm tra và sửa chữa 49

KẾT LUẬN 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành ô tô chiếm giữ vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân và tronglĩnh vực quốc phòng Nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật và công nghệ mới đã được ápdụng nhanh chóng vào công nghê chế tạo ô tô Các tiến bộ khoa học đã được áp dụngvào thực tiễn nhằm mục đích giảm cường độ lao động cho người lái, đảm bảo an toàncho xe, người, hàng hóa và tăng tính kinh tế nhiên liệu của xe Nhằm nâng cao kiếnthức và áp dụng khoa hoc vào lĩnh vực nghiên cứu, nằm trong mục tiêu đào tào chosinh viên ngành cơ khí động lực ôtô của trường cũng như góp một phần nhỏ làmphong phú thêm các bài giảng hay tài liệu tham khảo cho các sinh viên về động cơ nhất

là động cơ diesel trang bị trên ô tô Vì vậy, trên cơ sở đó em được chọn làm đề tài về:

“KHẢO SÁT CƠ CẤU TRỤC KHUỶU – THANH TRUYỀN, NẮP-THÂN MÁY VÀ XYLANH” Với vốn kiến thức và thời gian có hạn nên bài khóa luận của em còn nhiều

thiếu sót, em mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy trong khoa động lực để bàikhóa luận của em được hoàn thiện hơn Trong thời gian làm khóa luận em đã nhậnđược nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của các bạn trong nhóm làm đề tài và các thầy trongkhoa Đặc biệt là sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Nguyễn Quốc Hoàng đã giúp emhoàn thành bài khóa luận tốt nghiệp này

MỞ ĐẦU

1 Mục đích của đề tài

Để đảm bảo an toàn khi ôtô chuyển động trên đường, người vận hành phải cókinh nghiệm xử lí và thành thạo các thao tác điều khiển Mặt khác, để thuận tiện chongười vận hành thực hiện các thao tác đó, đòi hỏi ôtô phải đảm bảo tính năng an toàncao Hệ thống truyền động, thân-nắp máy và xylanh là hệ thống rất quan trọng trongđộng cơ Tìm hiểu hệ thống truyền động, thân-nắp máy, xylanh của động cơ, sẽ giúpchúng ta thấy kết cấu cũng như nguyên lý làm việc của động cơ, đồng thời củng cố và

bổ sung kiến thức chuyên nghành

Tìm hiểu và nắm vững các chi tiết, nhóm chi tiết của hệ thống truyền động, nắp máy và xylanh để từ đo rút ra được những ưu điểm và tìm cách khắc phục sửachữa, cải tiến và phát triển chúng ngày càng tối ưu hơn

thân-Củng cố, bổ sung và tìm hiểu thêm kiến thức về cơ cấu trục khuỷu-thanh truyềntrên hệ thống Hiểu rõ được nguyên lý làm việc, công dụng và quy trình tháo lắp củacác chi tiết, nhóm chi tiết lắp trên hệ thống, để có đủ kiến thức chẩn đoán và phát hiện

hư hỏng thường gặp Tiếp cận làm quen với việc chẩn đoán bằng các thiết bij hiện đại,máy vi tính, thiết bị thử MUT II, MUT III, máy quét lỗi… thông qua các mã lỗi

2 Ý nghĩa của đề tài.

Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, nắp-thân máy và xylanh là một trong những hệthống quan trọng và chiếm diện tích lớn nhất nhất của động cơ, là một trong những hệthống trong động cơ được quan tâm hàng đầu của các nhà nghiên cứu và chế tạo động.Nghiên cứu và khảo sát hệ thống này sẽ giúp chúng ta nắm vững những kiến thức cơbản để nâng cao hiệu quả khi sử dụng, khai thác, sửa chữa, cải tiến và chế tạo chúng.Ngoài ra, nó còn bổ sung thêm nguồn tài liệu để phục vụ học tập và công tác sau này

Hình 1.1 Cấu tạo nhóm piston, thanh truyền

1.1.1 Công dụng, điều kiện làm việc và yêu cầu

a Công dụng

- Cùng với nắp xilanh tạo thành buồng cháy

- Truyền lực khí thể cho thanh truyền ở hành trình sinh công

- Nhận lực từ thanh truyền để thực hiện các hành trình còn lại

- Ngoài ra ở một số động cơ hai kỳ người ta còn sử dụng piston để đóng cửa thải, cửa quét, cửa nạp

b Điều kiện làm việc

Tải trọng cơ học lớn và có chu kỳ

Áp suất lớn, có thể đến 120KG/cm2 hoặc hơn nữa

 Lưc quán tính lớn, đặc biệt là ở động cơ cao tốc

 Tải trọng nhiệt cao

Do tiếp xúc trực tiếp với khí cháy có nhiệt độ 2200-2800 K nên nhiệt độ đỉnhpiston có thể đến 500-800 K Do nhiệt độ cao, piston bị giảm sức bền, bó kẹt, nứt, làmgiảm hệ số nạp, kích nổ…

 Ma sát lớn và ăn mòn hóa học

Do có lực ngang N nên giữa piston và xilanh có ma sát lớn Điều kiện bôi trơntại đây rất khó khăn, thông thường chỉ bằng vung té nên khó bảo đảm bôi trơn hoànhảo Mặt khác do thường xuyên tiếp xúc trực tiếp với sản vật cháy có các chất ăn mònnhư các hơi axit nên piston còn chịu ăn mòn hóa học

c Yêu cầu

Vật liệu chế tạo piston phải đảm bảo cho piston làm việc ổn định và lâu dàitrong những điều kiện khắc nghiệt Trong thực tế một số vật liệu sau được dùng chế taọpiston

Gang: Thường dùng gang xám, gang dẻo, gang cầu Có sức bền nhiệt và bền cơhọc khá cao, hệ số giãn nở dài nhỏ nên khó bị bó kẹt, dễ chế tạo và rẻ Tuy nhiên, Gangrất nặng nên lực quán tính của piston lớn Do đó gang chỉ dùng chế tạo piston động cơtốc độ thấp

Thép: Có sức bền cao nên piston nhẹ Tuy nhiên hệ số dẫn nhiệt cũng nhỏ đồngthời khó đúc nên hiện nay ít được dùng

Hợp kim nhôm: Có nhiều ưu điểm như nhẹ, hệ số dẫn nhiệt lớn, hệ số ma sátvới gang nhỏ, dễ đúc, dễ gia công nên được dùng rất phổ biến để chế tạo piston Tuynhiên hợp kim nhôm có hệ số giãn nở lớn nên khe hở giữa piston và xylanh phải lớn đểtránh bo kẹt Do đó lọt khí nhiều từ buồng cháy xuống hộp trục khuỷu, động cơ khókhởi động và làm việc khi có tiếng gõ khi piston đổi chiều Ở nhiệt độ cao sức bềnpiston giảm khá nhiều

1.1.2 Đặc điểm cấu tạo

a Piston

Đỉnh piston : Đỉnh piston có công dụng cùng với xylanh, nắp xylanh tạothành buồng cháy về máy kết cấu có các loại đỉnh piston sau:

Có sức bền lớn, đỉnh mỏng, nhẹ nhưng diện tích chịu nhiệt lớn Loại đỉnh nàythường được dùng trong động cơ xăng 4 kỳ và 2 xupap treo, buồng cháy chỏm cầu.

 Đỉnh lõm:

Hình 1.4 Cấu tạo piston đỉnh lõm

Có thể tạo lốc xoáy nhẹ, tạo thuận lợi cho quá trình hình thành hỗn hợp và cháy.Tuy nhiên sức bền kém và sức chịu nhiệt lớn hơn so với đỉnh bằng Loại đỉnh này đượcdùng trong cả động cơ xăng và diesel

 Đỉnh chứa buồng cháy:

Thường gặp trong động cơ diesel Đối với động cơ diesel có buồng cháy trên đỉnhpiston, kết cấu buồng cháy phải thỏa mãn các yêu cầu sau đây Thứ nhất, phải phù hợpvới hình dạng buồng cháy và hướng của chùm tia phun nhiên liệu để tổ chức tạo thànhhỗn hợp tốt nhất Thứ hai, phải tận dụng được xoáy lốc của không khí trong quá trìnhnén

măng khí, xéc-măng dầu Xéc-măng được lắp lỏng trong rãnh piston nên có thể tự xoaytrong rãnh để xylanh không bị mòn cục bộ

 Tản nhiệt tốt cho piston truyền qua xéc-măng cho xylanh đến môi chất làmmát Để tản nhiệt tốt thường dùng các kết cấu đầu piston sau:

Phần chuyển tiếp giữa đỉnh và đầu có bán kính R lớn Dùng gân tản nhiệt ở dướiđỉnh piston Dùng rãnh ngăn nhiệt để giảm lượng nhiệt truyền cho xéc-măng thứ nhất.Làm mát đỉnh pisston

 Sức bền cao: để tăng sức bền và độ cứng vững cho bệ chốt piston người tathiết kế các gân trợ lực

 Thân piston có nhiệm vụ hướng cho piston chuyển động trong xylanh

b Chốt piston

 Là chi tiết nối piston với thanh truyền

 Điều kiện làm việc: chịu lực va đập, tuần hoàn, nhiệt độ cao và điều kiện bôitrơn khó khăn

 Vật liệu chế tạo: thép ít các-bon và thép hợp kim

 Kết cấu và kiểu lắp ghép:

+ Cố định chốt trên đầu nhỏ thanh truyền:

Khi đó chốt piston phải được lắp tự do trên bệ chốt Không phải giải quyết vấn

đề bôi trơn nên có thể thu hẹp bề rộng đầu thanh truyền và như vậy tăng được chiều dàicủa bệ chốt, giảm được áp suất tiếp xúc mòn tại đây Tuy nhiên, mặt phẳng chịu lựcchốt ít thay đổi nên tính chịu mỏi kém

+ Cố định chốt piston trên bệ chốt:

Khi đó chốt phải được lắp tự do trên thanh truyền Do không phải bôi trơn cho

bệ chốt nên có thể rút ngắn chiều dài của bệ để tăng chiều rộng đầu nhỏ thanh truyền,giảm được áp suất tiếp xúc của mối ghép này Tuy nhiên, mặt phẳng chịu lực của chốtpiston không thay đổi nên tính chịu mỏi kém

+ Lắp tự do cả hai mối ghép:

Tại hai mối ghép đều không có kết cấu hãm Khi lắp ráp, mối ghép giữa chốt vàbạc đầu nhỏ thanh truyền là mối ghép lỏng, còn mối ghép với bệ chốt là mối ghéptrung gian, có độ dôi(0.01-0.02 mm đối với động cơ ô tô máy kéo) Trong quá trìnhlàm việc, do nhiệt độ cao, piston bằng hợp kim nhôm giãn ra nhều hơn chốt pistonbằng thép, tạo ra khe hở ở mối ghép này nên chốt piston có thể tự xoay Khi đó, mặtphẳng chịu lực thay đổi nên chốt piston mòn đều hơn và chịu mỏi tốt hơn

Hình 1.5 Các loại xéc-măng măng

c Xéc-măng

 Vai trò:

Xéc-măng khí làm nhiệm vụ bao kín tránh lọt khí, xéc-măng dầu ngăn dầu bôitrơn từ hộp trục khuỷu sục lên buồng cháy còn xéc-măng lửa làm kín buồng cháy

 Điều kiện làm việc:

Xéc-măng chịu tải trọng cơ học lớn, nhất là xéc-măng đầu tiên(xéc-măng lửa),ngoài ra xéc-măng còn chịu lực quán tính lớn, ăn mòn hóa học và ứng suất ban đầu khilắp ráp xéc-măng vào rãnh ở piston

 Vật liệu chế tạo:

Phải đảm bảo độ đàn hồi ở nhiệt độ cao và chịu mòn tốt Hầu hết được chế tạobằng gang xám pha hợp kim Vì xéc-măng đầu tiên chịu điều kiện làm việc khắc nghiệtnhất nên ở một số động cơ xéc-măng lửa đầu tiên được mạ crôm xốp có chiều dày0.03-0.06 mm có thể tăng tuổi thọ lên gấp 3 lần

 Kết cấu:

+Xéc-măng khí: có kết cấu đơn giản là một vòng hở miệng được kết cấu củatiết diện và miệng xéc-măng Loại tiết diện hình chữ nhật có kết cấu đơn giản, dễ chếtạo, nhưng có áp suất riêng không lớn, thời gian rà khít với xylanh sau khi lắp ráp lâu

Loại mặt côn có áp suất tiếp xúc lớn và có thể rà khít với xylanh nhanh chóng vớixylanh, tuy nhiên chế tạo phiền phức và phải đánh dấu khi lắp sao cho khi xéc-măng đixuống sẽ có tác dụng như một lưỡi cạo gạt dầu Về kết cấu miệng, loại thẳng dễ chế tạonhưng dễ lọt khí và xục dầu qua miệng Loại vát có thể khắc phục phần nào nhữngnhựơc điểm trên.

+Xéc-măng dầu: nếu chỉ có xéc-măng khí thì có hiện tượng bơm dầu lênbuồng cháy qua khe hở mặt đầu xéc-măng trong rãnh xéc-măng khi piston đổi chiềuchuyển động Dầu sẽ bị cháy kết muội và tiêu hao nhiều dầu bôi trơn Có nhiệm vụngăn dầu và ngoài ra dàn đều lên mặt xylanh Ở xéc-măng dầu của piston có rãnh thoátdầu

1.1.3 Kiểm tra hư hỏng và sửa chữa

a Hư hỏng piston và chốt piston

 Phương pháp kiểm tra piston

- Làm sạch piston

+ Dùng dao cạo làm sạch muội than bám trên đỉnh piston

+ Dùng dụng cụ chuyên dùng làm sạch muội than trong rãnh lắp xéc-măng

+ Dùng bàn chải lông và chất tẩy rửa làm sạch toàn bộ piston rồi thổi sạch bằng khínén

- Kiểm tra vết xước, nứt, vỡ piston

+ Quan sát trên toàn bộ piston để phát hiện các vết nứt, vỡ, xước, cháy rỗ trên bềmặt dẫn hướng

- Kiểm tra độ côn, độ ô van của piston

+ Kiểm tra độ côn: Dùng panme (hoặc thước cặp) đo ngoài đường kính piston trênphần dãn hướng vuông góc với đường tâm lỗ chốt ở hai vị trí đầu và cuối phần dẫnhướng Hệ số giữa hai lần đo là độ côn của piston Nếu độ côn lớn hơn mức cho phépphải thay piston

+ Kiểm tra độ ô van: Dùng panme (hoặc thước cặp) đo ngoài đo đường kính piston

ở hai vị trí vuông góc với nhau trên cùng một tiết diên ngang của phần dẫn hướng.Hiệu số hai lần đo là độ ô van của piston Độ ô van lớn hơn mức quy định phải thaymới

Số liệu đo đường kính của động cơ mitsubishi 4DQ50

Bảng 1.1 Đo đường kính piston

83.14 83.5 83.14 83.5

Đo theo phương vuông góc với tâm lỗ chốt piston cách đỉnh 53.3 mm

Hình 1.6: Đo đường kính piston

Nhận xét: So sánh kết quả trên, đường kính của piston mòn ít, có thể dùng được nhưng trên bề mặt còn bị xước

- Thả piston rơi trong xylanh nếu nhanh là mòn nhiều phải sữa chữa, nếu rơi từ từ

là dùng được

- Dùng căn lá có chiều dày thích hợp, dài 200mm và rộng 13mm, cắm vào giữapiston (không lắp xéc-măng để ngược đầu vào trong xylanh) và xylanh, căn là ở vị trívuông góc với lỗ chốt và dùng cân lò xo kéo một lực 1+3.5 kg sẽ kéo được căn lá rakhe hở là đạt yêu cầu

- Dùng thước cặp hoặc xéc-măng mới để kiểm tra độ mòn của rãnh xéc-măng

 Phương pháp kiểm tra chốt piston

+ Kiểm tra bề mặt chốt piston: Dùng mắt quan sát bề mặt làm việc của chốt pistonxem có vết xước, cháy rỗ không Nếu có vết xước, rỗ, mòn thì phải thay chốt piston+ Kiểm tra khe hở giữa chốt piston và bạc lót:

Để đo khe hở giữa chốt piston và bạc lót Đầu tiên phải đo đường kính của chốt piston,sau đó đo đường kính của bạc lót

Hình 1.7: Đo đường kính của chốt piston

Số liệu đo đường kính lỗ chốt piston của động cơ Mitsubishi 4DQ50

Bảng 1.2 Đo đường kính và độ ôvan lỗ lắp chốt piston

Độ Ôvan, độ côn tiêu chuẩn: 0.005 mm

Nhận xét: Độ mòn ôvan của lỗ chốt piston đạt yêu cầu so với độ mòn ôvan tiêu

chuẩn

Hình 1.8: Đo đường kính lỗ chốt piston

Số liệu đo đường kính chốt piston của động cơ Mitsubishi 4DQ50

Bảng 1.3 Đo đường kính chốt piston và độ ôvan

Độ Ôvan tiêu chuẩn: 0.005 mm

Nhận xét: Độ mòn ôvan của chốt piston đạt yêu cầu so với độ mòn ôvan tiêuchuẩn

Dùng thước cặp hoặc đồng hồ so đo trong để đo đường kính lỗ và chốt piston

Tính khe hở giữa chốt và lỗ chốt Nếu khe hở lớn quá thì phải thay bạc đầu nhỏthanh truyền.

Phương pháp sửa chữa

 Sửa chữa piston:

+ Piston cũ mòn ít còn trong tiêu chuẩn khe hở cho phép bị cào xước nhẹ bề mặt tadùng giấy nhám mịn đánh bóng hết vết xước và dùng lại cho xylanh vừa khe hở lắpráp

+ Piston có khe hở mòn ít trong khe hở tiêu chuẩn mà các rãnh xéc-măng bị nứt vỡhay mòn rộng ta tiến hành hàn đắp nhôm sau đó tiện lại kích thước rãnh

+ Piston mòn rộng lỗ chốt mà bề mặt thân còn dùng được thì tiến hành doa rộng đểlắp chốt lớn hơn hoặc hàn đắp phần bị mòn và doa tiện lại kích thước ban đầu (mỗi lầndoa: 0.025-0.035 mm)

+ Piston bị nứt vỡ, cào xước nhiều và mòn nhiều thường được thay mới theo kíchthước sửa chữa lớn hơn Mỗi cos sửa chữa cách nhau 0.25 mm

+ Thường khi thay piston mới thì chốt cũng được thay luôn và không phải cạo rà

lỗ chốt Nếu lắp chốt vào lỗ chốt không được thì phải doa lỗ khe hở lắp ráp

 Sữa chữa chốt piston

+ Chốt bị mòn trên 0.03 mm và độ mòn côn ô van trên 0.05 mm đều được sửachữa bằng cách mạ thép hoặc crôm, sau đó mài bóng đến kích thước ban đầu

+ Chốt bị nứt, mòn nhiều phải thay, mỗi cos sửa chữa là 0.1mm

+ Mỗi lần thay chốt phải kiểm tra khe hở lắp ghép giữa chốt với lỗ chốt và lỗ bạcđồng đầu nhỏ thanh truyền Nếu không lắp được phải tiến hành cạo rà đến khe hở vàyêu cầu diện tích tiếp xúc khi lắp ráp để chốt xoay nhẹ nhàng

Quá trình nong như sau:

- Ủ chốt pít tông: nung chốt lên đến (800  820)0C để nguội trong lò (12  15)giờ

- Nong chốt: lắp chốt vào khuôn nong, chọn nong có đường kính ngoài lớn hơnđường kính trong của chốt (0.15  0.30) mm, bôi trơn cái nong, ép cái nong chạy qua

lỗ chốt vài lần sẽ làm tăng đường kính lên phù hợp yêu cầu

- Nhiệt luyện lại chốt: thấm than mặt ngoài, tôi, ram Rồi mài tròn ngoài cóđường kính ban đầu hay kích thước sửa chữa

b Hư hỏng xéc-măng

 Phương pháp kiểm tra

+ Kiểm tra khe hở miệng

- Tháo xéc-măng cần kiểm tra ra khỏi piston

- Cho xéc-măng vào trong xylanh dùng đầu piston đẩy xéc-măng vào cáchmiệng xylanh 20 mm ở vị trí phẳng Sau đó, dùng căn lá phù hợp đo khe hở miệng và

so với khe hở tiêu chuẩn cho phép

Hình 1.9: Đo khe hở miệng xéc-măng

Số đo khe hở miệng của động cơ mitsubishi 4DQ50

Bảng 1.4 Đo khe hở miệng xéc-măng

Khe hở tiêu chuẩn miệng xéc-măng khí: 0.13-0.38 mm, tối đa cho phép: 0.20 mm

Nhận xét: Với khe hở miệng như trên thì các xéc-măng của động cơ mitsubishi đều

được thay mới do vượt quá khe hở tiêu chuẩn

+ Kiểm tra khe hở cạnh

Cho xéc-măng vào rãnh piston và xoay tròn xéc-măng trong rãnh piston Xéc-măngphải xoay nhẹ nhàng trong rãnh piston Chọn căn lá có chiều dày thích hợp đưa vàokhe hở giữa xéc-măng và rãnh piston Sau đó so với khe hở tiêu chuẩn

Hình 1.10: Kiểm tra khe hở cạnh xéc-măng

Số đo khe hở cạnh của động cơ mitsubishi 4DQ50

Bảng 1.5 Đo khe hở cạnh xéc-măng

Khe hở cạnh tiêu chuẩn: 0.03-0.08 mm, tối đa cho phép 0.2 mm

Nhận xét: Với khe hở cạnh như trên thì các xéc-măng của động cơ mitsubishi

đều được thay mới do vượt quá khe hở tiêu chuẩn

+ Kiểm tra khe hở lưng

Đặt xéc-măng vào trong rãnh nếu thấp hơn rãnh từ 0.2-0.35 mm là đạt Hoặcdùng thước đo độ sâu của rãnh xéc-măng, panme để đo chiều rộng của xéc-măng, hiệu

số kích thước đo được chính là khe hở lưng xéc-măng

+ Kiểm tra độ tròn của xéc-măng(độ lọt ánh sáng)

Đặt xéc-măng vào trong xylanh, dùng piston đẩy xéc-măng cho phẳng đặt 1 bóngđèn điện ở phía dưới xylanh, phía trên xéc-măng đặt một tấm bìa có đường kính nhỏhơn xylanh nhưng lớn hơn đường kính trong xéc-măng Quan sát mức độ lọt ánh sángqua khe hở giữa lưng xéc-măng và thành xylanh Một xéc-măng không được quá haichỗ lọt ánh sáng, chiều dài mỗi cung tròn không quá 30%, tổng chiều dài của các cunglọt ánh sáng không quá 60% với khe hở cung lọt là 0.03 mm Nếu khe hở nhỏ hơn0.015 mm thì chiều dài cung lọt ánh sáng cho phép có thể lên tới 1200

 Phương pháp sửa chữa

+ Động cơ vào sữa chữa các cấp hay bảo dưỡng cấp II đều được thay xéc-măng+ Kích thước sửa chữa xéc-măng theo cos của xylanh và piston: mỗi cos lớn hơn0.25mm

+ Khi thay xéc-măng luôn kiểm tra lại cửa miệng và rãnh xéc-măng

+ Nếu khe hở miệng nhỏ quá thì phải dũa miệng bằng cách kẹp dũa mịn lên ê tô:dùng 2 tay đưa miệng xéc-măng vào dũa và dũa đến khe hở tiêu chuẩn và đặt hai đầumiệng phải song song nhau

+ Nếu khe hở lưng không có thì phải tiến hành tiện sâu rãnh đủ khe hở tiêu chuẩn

Hình 1.11: Kiểm tra độ tròn

+ Nếu khe hở bên hơi sát thì có thể mài rà mặt phẳng vòng xéc-măng trên giấynhám mịn đến khi xoay nhẹ Nếu quá chặt thì tiện phay rãnh rộng hơn

+ Khi thay lắp xéc-măng cào piston phải lắp cùng chiều vát và miệng xéc-măng.Quá trình lắp phải nhẹ nhàng và dùng dụng cụ chuyên dùng tránh gãy hỏng xéc-măng

1.2 Thanh truyền

Hình 1.11 Cấu tạo của thanh truyền.

1.2.1 Nhiệm vụ ,điều kiện làm việc và yêu cầu

a Nhiệm vụ

Thanh truyền là chi tiết nối giữa piston và trục khuỷu hoặc guốc trượt

b Điều kiện làm việc

Thanh truyền chịu lực khí thể, lực quán tính của nhóm piston và lực quán tínhcủa bản thân thanh truyền Các lực trên là lực tuần hoàn và đâp

c Yêu cầu

Đối với động cơ tĩnh tại và động cơ tàu thủy tốc độ thấp, người ta dùng thép ítcác-bon hoặc thép các-bon trung bình như C30, C35, C45 Đối với động cơ máy kéo vàđộng cơ tàu thủy cao tốc, người ta dùng thép các-bon trung bnh như C40, C45 hoặcthép hợp kim crôm, niken Còn đối với động cơ cao tốc và cường hóa như động cơ ô tô

du lịch, xe đua người ta dùng thép hợp kim đạc biệt có nhiều thành phần hợp kim nhưmăng-gan, niken, vônphram

Hình 1.12: Các loại tiết diện thân thanh truyền

1.2.2 Đặc điểm cấu tạo

a Đầu nhỏ thanh truyền

+ Khi chốt piston lắp tự do với đầu nhỏ thanh truyền, trên đầu nhỏ thường phải cóbạc lót Đối với động cơ ô tô máy kéo thường là động cơ cao tốc, đầu nhỏ thườngmỏng để giảm trọng lượng Ở một số động cơ người ta thường làm vấu lồi trên đầunhỏ để điều chỉnh trọng tâm thanh truyền cho đồng đều giữa các xylanh Để bôi trơnbạc lót và chốt piston có những phương án như dùng rãnh hứng dầu hoặc bôi trơncưỡng bức do dẫn dầu từ trục khuỷu dọc theo thân thanh truyền

+ Khi chốt piston cố định trên đầu nhỏ thanh truyền, đầu nhỏ phải có kết cấu kẹpchặt

b Thân thanh truyền

Tiết diện thân thanh truyền thay đổi từ nhỏ đến lớn kể từ đầu nhỏ đến đầu to Tiết diện tròn (hình 1.11.a) có dạng đơn giản, có thể tạo phôi bằng rèn tự do,thường được dùng trong động cơ tàu thuỷ Loại này không tận dụng vật liệu theo quanđiểm sức bền đều

- Loại tiết diện chữ I (Hình 1.11 b) có sức bền đều theo hai phương, được dùngrất phổ biến, từ động cơ cỡ nhỏ đến động cơ cỡ lớn và được tạo phôi bằng phươngpháp rèn khuôn

- Loại tiết diện hình chữ nhật, ôvan (Hình 1.11 d, e) có ưu điểm là dễ chế tạothường được dùng ở động cơ môtô, xuồng máy cỡ nhỏ

Hiện nay thân có tiết diện (Hình 1.11 b, c) được sử dụng phổ biến trên các động

cơ ôtô, đặc biệt là xe du lịch, bởi vì tiết diện dạng chữ I vì loại này tiết kiệm đượcnguyên liệu có sức bền đều và độ cứng vững cao do ở hai phía đề có gân trợ lực Nó cókhả năng chịu uốn xoắn tốt

Để bôi trơn chốt piston bằng áp lực, ở một số động cơ dọc theo thân thanhtruyền có khoan lỗ dẫn dầu Đế tăng độ cứng vững và dễ khoan lỗ dẫn dầu thân thanhtruyền có gân trên suốt chiều dài

Hình 1.13: Kết cấu đầu to thanh truyền

c Đầu to thanh truyền

Đầu to thanh truyền lắp với cổ biên hay chốt khuỷu của trục khuỷu có nhiều kếtcấu khác nhau

Để lắp ghép với trục khuỷu được dễ dàng đầu to thanh truyền thường được cắtthành 2 nửa, phần dời được gọi là lắp đầu to (lắp biên) và được lắp ghép với nửa trênbằng các bulông

- Đối với động cơ cỡ lớn, để tiện khi chế tạo người ta chế tạo đầu to thanh truyềnriêng rồi lắp với thân thanh truyền (hình 1.11 a) Bề mặt lắp ghép giữa thân và đầu tothanh truyền được lắp các tấm đệm thép dày 0.05 – 0.20 mm để có thể điều chỉnh tỷ sốnén cho đồng đều giữa các thành xylanh

- Trong một số trường hợp do kích thước đầu to quá lớn nên đầu to thanh truyềnđược chia làm 2 nửa bằng mặt phẳng chéo (hình 1.12 b) để bắt lọt vào xylanh khi lắpráp Khi đó mối ghép sẽ phải có kết cấu chịu lực cắt thay cho bulông thanh truyền nhưvấu hoặc răng khía

- Để giảm kích thước đầu to thanh truyền có loại kết cấu bản lề và hãm bằng chốtcon (hình 1.12 c)

- Một số động cơ 2 kỳ cỡ nhỏ có thanh truyền không chia làm hai nửa phải dùng ổ

bi đũa (hình 1.12 d) được lắp dần từng viên ở một số động cơ xylanh kiểu chữ V hoặchình sao, thanh truyền của hai hàng xylanh khác nhau

 Điều kiện làm việc

Bulong thanh truyền khi làm việc chịu các lực như lực xiết ban đầu, lực quán tínhcủa nhóm piston-thanh truyền không kể nắp đầu to thanh truyền Những lực này đều làcác lực có chu kỳ cho nên bulong thanh truyền phải có sức bền mỏi cao

 Vật liệu chế tạo

Bulong thanh truyền được chế tạo bằng thép hợp kim có các thành phần crôm,man-gan, niken…Tốc độ động cơ càng lớn, vật liệu bulong thanh truyền có hàm lượngkim loại quý càng nhều

e Bạc lót

- Công dụng

Hạn chế việc mài mòn trực tiếp giữa cổ biên với đầu to thanh truyền đồng thời

để tăng tính kinh tế trong quá trình sửa chữa

- Điều kiện làm việc

Khi làm việc bạc lót chịu lực ma sát lớn

- Phân loại

Có thể chia bạc lót thành hai loại là bạc lót mỏng và bạc lót dày

+ Bạc lót mỏng: Thường được sử dụng trên động cơ ôtô, máy kép có ưu điểmthuận tiện khi thay thế sửa chữa theo cốt tức là thay bạc có đường nhỏ hơn + Bạc lót dày: có gộp bạc và lớp hợp kim chịu mòn đều dày và thường có gờ vaicũng được tráng hợp kim chịu mòn để hạn chế di chuyển dọc trục Giữa hai bề mặt cóthể cạo rà bạc lót theo kích thước sửa chữa

- Cấu tạo

Bạc đầu nhỏ thanh truyền: Khi lắp chốt piston xoay tương đối với đầu nhỏ thanhtruyền thì trong đầu nhỏ có ép vào 1 bạc đồng mỏng dày 0.01÷ 0.04 mm để giảm masát, chống mòn Bạc được ép vào lỗ rồi doa lại cho chính xác

- Bạc đầu to lắp giữa đầu to thanh truyền và cổ trục khuỷu Bạc gồm 2 nửa cókết cấu gần giống nhau, thường làm bằng vỏ thép rồi tráng lớp hợp kim chống mòn.Đối với động cơ xăng là hợp kim có nền thiếc hoặc chì Động cơ diesel thường dùnghợp kim đồng chì

Để tránh bạc bị xoay trong đầu to thanh truyền, mỗi nửa bạc có gập cựa hãm (gờđịnh vị) ăn khớp với rãnh trong đầu to thanh truyền Để tăng độ tiếp xúc với đầu tothanh truyền đường kính ngoài của bạc lớn hơn đường kính lỗ đầu to khoảng 0.03 ÷0.04 mm Trong bạc đầu to thanh truyền thường có rãnh chứa dầu Dầu bôi trơn giữabạc và cổ quay thanh truyền sẽ qua 1 lỗ nhỏ ở nửa bạc trên trùng với lỗ ở đầu to thanhtruyền lên bôi trơn cho xilanh bằng cách vung vẩy

1.2.3 Kiểm tra và sữa chữa các hư hỏng

a Kiểm tra hư hỏng

Kiểm tra thanh truyền bị cong và bị xoắn

+ Lắp nhóm piston vào thanh truyền rồi vào xylanh và cổ biên (piston không lắpxéc-măng)

+ Lắp đầu to có bạc vào cổ biên bắt chặt đủ lực quy định, sau đó quay truc khuỷucho piston ở điểm chết trên và dùng căn lá có độ dày hợp lý để đo khe hở giữa piston

và xylanh ở quanh piston

+ Rồi tiếp tục đo khe hở quanh piston và xylanh ở vị trí giữa xylanh và điểm chếtdưới

+ Nếu khe hở lớn về phía cả 3 vị trí chứng tỏ thanh truyền cong về phía khe hở nhỏ

+ Nếu ke hở lớn ở vị trí điểm chết trên nhưng ở vị trí giữa xylanh khe hở lớn nằm

ở hướng khác chứng tỏ thanh truyền bị xoắn (hướng xoắn về phía có khe hở nhỏ).+ Nếu khe hở đều về mọi hướng và đều ở cả ba vị trí của piston, chứng tỏ thanhthanh truyền không bị xoắn

Kiểm tra thanh truyền bị nứt và bulong, đai ốc nứt hỏng

+ Thường vết nứt hay xảy ra ở phần vị trí các lỗ lắp bulong và lỗ lắp chốt pistonhay gần chỗ nối tiếp đầu to và thân

+ Để kiểm tra vết nứt lớn ta quan sát bằng mắt vết nứt nhỏ ta dùng que kim loại

gõ lên thanh truyền có tiếng rè là bị nứt hoặc dùng kính phóng để quan sát

Kiểm tra thanh truyền bị cháy rỗ.

+ Bắt chặt đầu to đủ lực quy định không có lắp bạc, sau đó dùng đồng hồ so đo

độ ô van và đường kính lỗ lắp bạc: nên bề mặt lắp ghép có lắp các đệm thì phải lắp đủ

và đều cả hai bên

+ Sau đó lắp bạc lót vào và bắt chặt đủ lực để đo độ ô van và đường kính của bạc lót.+ Các kích thước đo được đem so sánh với tiêu chuẩn cho phép để thay thế hoặcsửa chữa

+ Quan sát bề mặt bạc, các vết cháy rỗ cào xướt

+ Đo độ dày của lớp hợp kim chống mòn…

+ Kiểm tra độ mòn (khe hở) của bạc đầu to bằng cách dùng dây chì ø2 mm dài20÷30 mm cho vào giữa cổ biên và bạc bắt chặt đủ lực quy định Sau đó tháo lấy dâychì ra đo chiều dày sau khi bị ép: ta có khe hở cới tiêu chuẩn cho phép

Hình 1.15: Đo khe h gi a đ u to thanh truy n v i c biên ở giữa đầu to thanh truyền với cổ biên ữa đầu to thanh truyền với cổ biên ầu to thanh truyền với cổ biên ền với cổ biên ới cổ biên ổ biên

Số liệu đo khe hở giữa đầu to thanh truyền với cổ biên của động cơ mitsubishi4DQ50

Bảng 1.6 Khe hở giữa đầu to thanh truyền với cổ biên

Khe hở giữa đầu to

Khe hở tiêu chuẩn: 0.12 mm

Nhận xét: Với khe hở trên vượt quá khe hở tiêu chuẩn không đáng kể nên có thể

dùng được Hoặc có thể doa lại cổ biên, sau đó lắp bạc với cos phù hợp

- Đường kính đầu nhỏ thanh truyền của động cơ mitsubishi

Bảng 1.7 Đường kính của đầu nhỏ thanh truyền

Nhận xét: Nhìn chung độ mòn ôvan của đầu nhỏ thanh truyền vẫn tốt so với độ mòn

tiêu chuẩn

- Đường kính đầu to thanh truyền của động cơ mitsubishi

Bảng 1.8 Đường kính của đầu to thanh truyền

Nhận xét: Độ mòn ôvan đạt so với độ ôvan cho phép

b Phương pháp sữa chữa thanh truyền

+ Đầu tiên là phải thông rửa các lỗ phun dầu, đường dầu trên thân thanh truyền + Các bulong, đai ốc bị chờn cháy ren thì phải thay mới.

+ Nắn thanh truyền bị cong xoắn bằng thiết bị.

Thanh truyền bị cong và bị xoắn lớn hơn 0.06/100m chiều dài đều được tiến hànhnắn nguội

Đầu tiên nắn hết xoắn sau đó nắn hết cong Sau khi nắn, nung nóng 400÷500oCkéo dài 0.5÷1 giờ rồi để nguội để ổn định ứng suất dư (bị cong xoắn lại)

+ Nắn thanh truyền bằng tay (dùng nắn thanh truyền nhỏ)

- Dùng thanh thép tròn cứng dài 1 mét có một đầu nhỏ lắp vào được lỗ chốtpiston

- Lắp gá nửa đầu to phía trên của thanh truyền vào cổ biên (không vặn nắp đầu)

và tựa thanh truyền vào thân máy đặt nằm nghiêng Thanh truyền có lắp piston nhưngkhông có xéc-măng

- Dùng lực tay đè lên thanh thép để uốn thanh truyền về phía ngược lại với chiềuxoắn cho hết xoắn và sau đó mới nắn hết cong

- Phải nắn qua vài lần, sau mối lần nắn lại lắp cả thanh truyền piston vào xylanh

và cổ biên và bắt chặt đủ lực quy định để dùng căn lá kiểm tra lại cho đến khi nắn hếtxoắn và hết cong

+ Sửa chữa đầu nhỏ thanh truyền.

- Lỗ đầu nhỏ bị mòn rộng lỗ và mòn ô van lớn hơn 0.015 mm thì tiến hành doarộng lỗ 0.3 hoặc 0.5 mm, sau đó thay bạc đồng có kích thước tương ứng có độ dài lắpghép 0.1÷0.2 mm

- Bạc đồng bị mòn và mòn ô van lớn hơn 0.015 mm đều được thay bạc mới theokích thước sửa chữa của chốt và tiến hành doa, cạo rà đúng khe hở lắp ghép và diệntích tiếp xúc

- Khi ép bạc đồng mới chú ý lỗ dầu của bạc phải trùng lỗ dầu của thanh truyền

+ Sửa chữa đầu to thanh truyền

- Bề mặt hai nửa đầu to mòn vênh không phẳng có diện tích tiếp xúc nhỏ hơn70% Bề mặt tiếp xúc ít không tốt sẽ làm bulong bị hỏng, bạc xoay, đứt bulong đềuđược tiến hành mài hoặc dũa phẳng, sau đó thêm các tấm đệm đồng có độ dày tối đa:0.3 mm

- Lỗ đầu to: bị mòn và ô van lớn hơn 0.015 mm thì tiến hành hàn đắp thép (hoặcđồng) sau đó doa đánh bóng đến kích thước yêu cầu hết mòn và ô van

- Bạc đầu to thanh truyền bị mòn, cháy rỗ và mòn ô van lớn hơn 0.015 mm đềuđược thay bạc mới theo cos sửa chữa: (mỗi cos sửa chữa cách nhau 0.25 mm) của cổbiên Khi thay bạc mới phải tiến hành kiểm tra bề mặt bạc không bị xướt, rỗ và tiếnhành doa, cạo rà kích thước cổ biên đến khe hở và diện tích tiếp xúc đạt yêu cầu kỹthuật

- Bulong thanh truyền và đai ốc bị gãy nứt, chờn hỏng ren đều được thay đúngloại và cần vặn chặt đủ lực quy định sau đó nhớ lắp chốt hãm

+ Sửa chữa thanh truyền bị rạn nứt

- Thanh truyền bị nứt lớn, gãy đều được thay đúng loại

- Thanh truyền bị nứt nhỏ ở gần lỗ lắp bulong hay phí đầu nhỏ hoặc mòn rộng lỗbulong đều được hàn đắp đồng sau đó dũa mài phẳng bề mặt

1.1 Trục khuỷu, bánh đà.

1.1.1 Nhiệm vụ, điều kiện làm việc và yêu cầu của trục khuỷu

a Công dụng

Trục khuỷu là một trong những chi tiết quan trọng nhất, cường độ làm việc lớn nhất

và giá thành cao nhất trong động cơ đốt trong Trục khuỷu nhận lực tác dụng từ pistontạo momen quay kéo các máy công tác nhận năng lượng của bánh đà, sau đó truyềncho thanh truyền và piston thực hiện quá trình nén cũng như trao đổi khí trong xylanh.Hình dạng và kết cấu trục khuỷu phụ thuộc vào số xylanh, cách bố trí xylanh, cách bốtrí xylanh, số kỳ của động cơ và thứ tự làm việc của các xylanh Kết cấu của trục khuỷuphải đảm bảo yêu cầu sau:

- Động cơ làm việc đồng đều,biên độ dao động mômen xoắn tương đối nhỏ

- Động cơ làm việc cân bằng ít rung động

- Ứng suất sinh ra do dao động nhỏ

- Công nghệ chế tạo đơn giản nên giá thành rẻ

Về hình dạng và kết cấu được chia thành hai loại: Đó là trục khuỷu nguyên và trụckhuỷu ghép Nhưng máy mitsubishi dùng trục khuỷu nguyên Trục khuỷu nguyên làloại trục khuỷu có các bộ phận: cổ biên, cổ khuỷu…làm liền với nhau thành một khối.Loại này thường dùng trong động cơ cỡ nhỏ và trung bình

b Điều kiện làm việc

Trục khuỷu chịu lực T (lực tiếp tuyến) và Z (lực pháp tuyến) do lực khí thể và lựcquán tính của nhóm piston-thanh truyền gây ra Ngoài ra trục khuỷu còn chịu lực quántính ly tâm của các khối lượng quay lệch tâm của bản thân trục khuỷu và thanh truyền.Những lực này gây uốc, xoắn, dao động xoắn và dao động ngang của trục khuỷu trêncác ổ đỡ

c Yêu cầu

Vật liệu chế tạo thường dùng là thép và gang graphit cầu

Thép: trục khuỷu của động cơ tốc độ thấp như tàu thủy và tĩnh tại thường đượcchế tạo bằng thép các bon trung bình như C35, C40, C45 Còn trục khuỷu của động cơcao tốc thường dùng thép hợp kim crôm, niken Động cơ cường hóa như ở xe đua xe

du lịc, trục khuỷu được chế tạo bằng thép hợp kim có các thành phần man-gan,vonphram…Thép các-bon có ưu thế rẻ và có hệ số ma sát trong lớn nên giảm dao độngxoắn tốt nhưng sức bền không cao bằng thép hợp kim