Tiểu luận PISTON

TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG TP.HCM LỚP:13CĐÔ2-KHOA ĐỘNG LỰC NHẬP MÔN NGÀNH CÔNG NGHỆ Ô TÔ TIỂU LUẬN PISTON NHÓM SV:TRẦN VĂN PHƯỚC ĐỖ VĂN HÓA GVHD:TS.NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG TP.HỒ CHÍ MINH,tháng 2,năm 2014 Piston Page TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG TP.HCM LỚP:13CĐÔ2-KHOA ĐỘNG LỰC NHẬP MÔN NGÀNH CÔNG NGHỆ Ô TÔ TIỂU LUẬN PISTON NHÓM SV:TRẦN VĂN PHƯỚC ĐỖ VĂN HÓA GVHD:TS.NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG TP.HỒ CHÍ MINH,tháng 1,năm 2014 Piston Page Lời cám ơn! Trân trọng cám ơn: giáo viên hướng dẫn NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG, phòng thư viện trường CĐKT LÝ TỰ TRỌNG TP.HCM, toàn thể bạn sinh viên lớp 13CĐ_Ô2 giúp chúng em thực tiểu luận lời giới thiệu: Để giúp thân dễ dàng hoàn thành tốt công việc học tập chúng em biên soạn tiểu luận gồm đề mục liên quan đến phận piston động đốt Mặc dù tiểu luận biên soạn cách cẩn thận,tuy nhiên trình soạn thảo khó tránh khỏi sai sót mong góp ý từ giáo viên bạn bè để tiểu luận sau hoàn chỉnh hơn! Piston Page MỤC LỤC Trang Phần mở đầu…………………………………………………………………4 Thời gian phân công……… …………………………………………………5 Chương 1:giới thiệu piston……………………… ………………………….6 Chương 2:phân tích cấc dạng hư hỏng-nguyên nhân-hậu piston …20 Chương 3:công nghệ chế tạo piston động đốt trong………………26 Chương 4: nguyên lý hoạt động pistong…………………………………39 Piston Page PHẦN MỞ ĐẦU Trong trình phát triển kinh tế quốc dân phục vụ đ ời sống xã hội việc vận chuyển hàng hoá, khách hàng có vai trò to lớn Với việc vận chuyển ôtô có khả đáp ứng tốt nhiều mặt so vơí phương tiện vận chuyển khác đặc tính đơn giản, an toàn, động Ngày nhu cầu vận chuyển hàng hóa, khách hàng tăng nhanh, mật độ vận chuyển lớn Đồng thời với mở rộng phát triển đô thị ngày tăng nhanh vận chuyển ôtô lại có ưu nước công nghiệp phát triển, công nghiệp ôtô ngành kinh tế mũi nhọn Trong nước ta ngành công nghiệp ôtô dừng lại mức khai thác, sử dụng, sửa chữa bảo dưỡng Những năm 1985 trở trước ôtô hoạt động Việt Nam ôtô nhập ngoại với nhiều chủng loại nhiều công ty nước sản xuất Từ năm thập kỷ 90 thực việc liên doanh, liên kết với công ty n ước Nên Việt Nam có nhiều liên doanh hoạt động : TOYOTA, MEDCEDES_BENS, VMC, DEAWOO, MITSUBISHI… kể đến số hãng nước : Trường Hải, Mê Kông, Vinasuki… Tại liên doanh ôtô lắp ráp dăy truyền công nghệ đại Ngành công nghiệp ôtô Việt Nam chuyển sang giai đoạn Để hiểu thêm ô tô cần phải sâu vào bên nó, ô tô có nhiều phận quan trọng tiểu luận chúng em giới thiệu tới người phận vô quan trọng PISTON Piston Page Thời gian phân công: Nhận đề tài (piston): tuần Sưu tầm tài liệu: tuần 2-3 Sử lí thông tin từ tài liệu: tuần 4-5 Viết đề cương chi tiết đề tài: tuần 6-7-8 • Chương 1:GIỚI THIỆU PISTON • Chương 2: PHÂN TÍCH CÁC DẠNG HƯ HỎNG – NGUYÊN NHÂN– HẬU QUẢ CỦA PISTON • Chương 3:XÂY DỰNG QUY TRÌNH KIỂM TRA PISTON • Chương 4:CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO PISTON TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG • Chương 5: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA PISTON Chỉnh sửa: tuần Báo cáo trước lớp: tuần 10 Nghiệm thu: tuần 11 Viết tiểu luận báo cáo: tuần 12-13-14-15-16-17 thời gian nộp báo cáo: tuần 18(10/02/2014) Piston Page CHƯƠNG GIỚI THIỆU PISTON Khái quát kết cấu điều kiện làm việc nhóm piston a.piston b.Cùng với xi lanh lắp máy tạo thành buồng cháy cho động Nhận lực khí thể thông qua truyền để làm trục khuỷu quay nhận lực quán tính từ trục khuỷu qua truyền để nén hỗn hợp khí khỏi động Bao kín buồng đốt không cho khí lọt xuống đáy cacte không cho dầu trơn bôi sục lên buồng đốt Đóng mở cửa nạp thải động kì 1.1.2 Điều kiện làm việc - Chịu tải trọng học lớn có chu kì, áp suất cao (120Kg/cm2) - Chịu lực quán tính lớn - Chịu nhiệt độ cao lên giảm độ bền, bị giãn nở nhiệt gây bó kẹt, nứt,làm giảm hệ số nạp cuă động gây kích nổ - Chịu va đập mài mòn lớn, ăn mòn hoá học va đập vói thành vách xi lanh, với xec măng, bị mài mòn ô van - Điều kiện bôi trơn khó khăn c.Vật liệu chế tạo Vật liệu chế tạo cho piston phải đảm bảo cho piston làm việc ổn định lâu dài điều kiện khắc nhiệt nêu Nên vật liệu dùng để chế tạo piston phải có tính khí sau: - Có sức bền cao độ bền nhiệt lớn - Trọng lượng riêng nhỏ - Hệ số dãn dài nhỏ, hệ số dẫn nhiệt lớn - Chịu mòn tốt chịu ăn mòn hóc học Các loại động ngày thường sử dụng hai loại vật liệu hợp kim nhôm hợp kim gang Do hợp kim nhôm có độ bền thấp va độ bền dài lớn lại có khối lượng riêng nhỏ có tính đúc tốt hơn hợp kim gang mà ngày người ta chủ yếu dùng hợp kim nhôm làm vât liệu chế tạo piston d Kết cấu Để thuận lợi phân tích kết cấu chia piston thành phần Piston Page đỉnh, đầu, thân chân piston Hình 1.1 Piston 1- Đỉnh piston ; - Đầu piston ; 3- Thân piston * Đỉnh Piston Cùng với xylanh, nắp xylanh tạo thành buồng cháy, mặt kết cấu có loại đỉnh sau: - Đỉnh bằng: Có diện tích chịu nhiệt nhỏ, kết cấu đơn giản Thường sử dụng động diezel buồng cháy dự bị buồng cháy xoáy lốc (hình 1.2.a) *Đỉnh lồi: Có sức bền lớn, đỉnh mỏng nhẹ diện tích chịu nhiệt lớn Thường sử dụng động xăng kỳ kỳ xupáp treo, buồng cháy chỏm cầu Piston Page (Hình 1.2b) *Đỉnh lõm: Có thể tạo xoáy lốc nhẹ, tạo thuận lợi cho trình hình thành hòa khí cháy Tuy nhiên sức bền diện tích chịu nhiệt lớn Loại đỉnh thường sử dụng động xăng động diesel - Đỉnh chứa buồng cháy: Thường gặp động diesel Kết cấu buồng cháy phải thỏa mãn yêu cầu sau tùy trường hợp cụ thể: + Phải phù hợp với hình dạng buồng cháy hướng chùm tia phun nhiên liệu để tạo thành hỗn hợp tốt + Phải tận dụng đ ược soáy lốc không khí trình nén (Hình 1.2c) Hình 1.2 Các dạng đỉnh piston d1) Đầu piston Đường kính đầu piston th ường nhỏ đường kính thân thân phần dẫn Piston Page hướng piston Kết cấu đầu piston phải đảm bảo yêu cầu sau: - Bao kín tốt cho buồng cháy: Nhằm ngăn khí cháy lọt xuống cacte dầu dầu bôi trơn từ cácte lọt lên buồng cháy - Tản nhiệt tốt cho piston: Để tản nhiệt tốt thường dùng kết cấu đầu piston sau: + Phần chuyển tiếp đỉnh đầu có bán kính chuyển tiếp R lớn + Dùng gân tản nhiệt đầu piston + Tạo rãnh ngăn nhiệt đầu piston để giảm nhiệt lượng chuyền cho séc măng thứ + Làm mát cho đỉnh piston (trong động cỡ lớn đỉnh piston th ường làm mát dầu lưu thông ) - Sức bền cao: Để tăng sức bền độ cứng vững cho bệ chốt piston người ta thiết kế gân trợ lực d2) Thân piston (hình 1.3) Có nhiệm vụ hướng cho piston chuyển động xylanh.Chiều cao h thân định đ iều kiện áp suất tiếp xúc lực ngang N gây phải nhỏ áp suất tiếp xúc cho phép - Nếu gọi chiều cao lỗ bệ chốt hchốt ,chiều cao thân piston Hthân Thì ta có : hchốt = ( 0,6/0,74 ).Hthân - Vị trí tâm chốt: Phải bố trí cho piston xylanh mòn đều, đồng thời phải giảm va đập gõ piston đổi chiều Một số động có tâm chốt lệch với tâm xylanh giá trị e phía cho lực ngang Nmax giảm để hai bên chịu lực N piston xylanh mòn * Các nguyên nhân gây bó kẹt piston Piston Page 10 Lỗ chốt piston bề mặt gia công tương đối khó có định đến chất lượng làm việc piston Lỗ chốt thường phải gia công qua nhiều bước, nhiều nguyên công: khoan lỗ, khoét lỗ, doa lỗ… Các công việc không thực liên tục mà làm xen vào nguyên công gia công khác a) Gia công sơ lỗ chốt: Đối với phôi có lỗ đúc sẵn dùng mũi khoét để khoét rộng lỗ sau tiện bán tinh doa mũi doa Độ xác sau tiện bán tinh cần đạt cấp (9ISO) Khi gia công sơ bộ, piston được÷đến cấp (TCVN) tương đương cấp8 định vị đủ bậc tự do, mặt chuẩn định vị chuẩn phụ Có thể thực nguyên công máy khoan, máy khoét máy tiện Khi gia công máy tiện, thường dùng gá chi tiết bàn xe dao máy tiện Khi gia công, chi tiết có chuyển động dọc theo băng dẫn hướng máy tiện, mũi khoan mũi khoét gá trục máy tiện có chuyển động quay tròn Tuy nhiên gia công loại máy phù hợp với dạng sản xuất đơn loạt nhỏ Trong trường hợp sản lượng nhiều, nhà máy chế tạo ôtô, người ta thường gia công máy khoan tác dụng phía b) Gia công tinh lỗ chốt:Khi gia công tinh lỗ chốt, piston đỉnh phẳng phải dùng mặt chuẩn định vị để gá lắp (mặt phẳng đỉnh mặt trụ đầu piston) tuỳ theo sản lượng mà thực loại máy khác Nếu sản xuất với sản lượng không lớn, dùng gá bàn dao máy tiện để gá chi tiết Dao cắt dao tiện gá trục tâm lắp trục máy tiện Với dạng sản xuất lớn sử dụng máy tiện tinh lỗ chốt tác dụng phía đồng thời có trục nhiều trục Để nâng cao độ bóng bề mặt lỗ chốt sau tiện (khoét) tinh, doa tinh lần cuối mũi doa tuỳ động máy khoan, máy khoét dùng mũi doa tay để doa Trong sản xuất loạt vừa nhỏ, gia công lỗ chốt theo nguyên công: khoan, khoét, doa thô, doa tinh lăn miết lỗ Ưu điểm phương pháp lăn miết là: - Độ bền dụng cụ cao - Năng suất cao - Độ bóng cao - Đơn giản hoá quy trình công nghệ - Làm tăng độ cứng bề mặt vật liệu sản phẩm 6- Gia công rãnh hãm chốt piston Nguyên công tiện rãnh hãm chốt piston cần thực trước nguyên công tiện tinh lỗ chốt Gia công rãnh hãm chốt thực sau lần gá Phương Piston Page 36 pháp không cho phép đạt độ đồng tâm rãnh cao cho phép đảm bảo 0,2 bên.÷sai số từ 0,1 7- Gia công rãnh phòng nở lỗ dầu rãnh vòng găng dầu Trong sản xuất hàng loạt lớn, người ta dùng loại máy phay, khoan liên hợp công suất nhỏ để gia công lỗ phay rãnh vị trí khác Hình 2.13 sơ đồ gia công máy phay khoan liên hợp nhiều vị trí có bàn máy quay tròn Máy khoan có đầu khoan, phay bố trí theo kết cấu cụ thể piston để gia công lỗ rãnh phòng nở nghiêng nằm ngang Quá trình gia công có vị trí gia công lỗ dầu rãnh phòng nở máy phay khoan liên hợp nhiều vị trí - Vị trí 1: gá lắp phôi - Vị trí 2: Khoan lỗ - Vị trí 3: Phay rãnh nghiêng thứ - Vị trí 4: Phay rãnh ngang - Vị trí 5: Phay rãnh nghiêng thứ 8- Điều chỉnh trọng lượng piston Sự không đồng trọng lượng piston động có ảnh hưởng lớn đến cân động trình làm việc Điều chỉnh trọng lượng piston cách lấy bớt kim loại piston Thường lấy kim loại bề mặt sau: - Khoét mặt mặt chuẩn phụ - Lấy bớt kim loại bên thành piston (ở phía bệ lỗ chốt) Việc thực lấy bớt kim loại thực máy bán tự động vừa cân vừa khoét, nguyên công thực trước gia công tinh thân lỗ chốt piston 9- Kiểm tra piston Công việc kiểm tra piston tiến hành qua bước: Kiểm tra trình gia công sau gia công Piston sau gia công phải kiểm tra theo yêu cầu kỹ thuật vẽ thiết kế Kiểm tra kích thước piston dùng dụng cụ đo vạn đồ gá chuyên dùng Đối với yêu cầu kiểm tra độ xác vị trí tương quan: độ lệch tâm lỗ chốt tâm piston, độ vuông góc… phải dùng đồ gá kiểm tra Sau kiểm tra, piston phân loại theo nhóm với xylanh chốt piston đánh dấu theo nhóm Piston phân nhóm trọng lượng để đảm bảo piston động sai lệch trọng lượng yêu cầu cho phép Piston Page 37 CHƯƠNG NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA PISTON I)NUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ KỲ 1)Những thông số động cơ: -Điểm chết:là điểm piston đổi chiều chuyển động -Điểm chết trên(ĐCT):là điểm xa piston so với đường tâm trục khuỷu -Điểm chết dưới(ĐCD):là điểm gần piston so với đường tâm trục khuỷu Hành trình piston S khoảng cách từ vị trí cao piston(điểm chết ĐCT) đến vị trí thấp piston (điểm chết ĐCD) piston dịch chuyển: S=2.R;trong R bán kính trục khuỷu Thể tích làm việc xylanh Vh thể tích xylanh giới hạn khoảng hành trình piston: Piston Page 38 Hình 1.1 hành trình piston Thể tích buồng cháy Vc thể tích phần không gian giửa đỉnh piston,xylanh lắp xylanh piston ĐCT Thể tích chứa hòa khí(thể tích toàn bộ)Va tổng thể tích làm việc xylanh: Va=Vh+Vc; 2) Động xăng bốn kỳ Khi động làm việc hình 1-2, trục khuỷu quay (theo chiều mũi tên) piston nối lề với trục khuỷu qua truyền 10, chuyển động tịnh tiến xylanh Mỗi chu trình làm việc động xăng bốn kỳ bao gồm hành trình là: nạp,nén, cháy- giãn nở, thải, thực lần sinh công (trong hành trình cháy- giãn nở) Để piston phải dịch chuyển lên xuống bốn lần tương ứng với hai vòng quay trục khuỷu động (từ 00 đến 7200) Quá trình diễn piston từ ĐCD lên ĐCT ngược lại gọi kỳ.Chu kỳ làm việc động xăng bốn kỳ sau: Piston Page 39 trục khuỷu, xylanh, piston, ống nạp,5 chế hoà khí, xupáp nạp, bu gi, xupáp thải,9 ống thải, 10 truyền Hình 1-2: Các hành trình làm việc động xăng kỳ Hành trình nạp: hành trình (hình 1-2a), trục khuỷu quay, piston dịch chuyển từ ĐCT xuống ĐCD, xupáp nạp mở, xupáp thải đóng, làm cho áp suất xylanh giảm hoà khí chế hoà khí qua ống nạp hút vào xylanh Trên đồ thị công hình 1-3 (đồ thị biểu diễn mối quan hệ áp suất thể tích làm việc xylanh ứng với vị trí khác piston), hành trình nạp thể đường (r-a) Trong hành trình nạp, xupáp nạp thường mở sớm trước piston lên điểm chết (biểu thị điểm d1), để piston đến ĐCT (thời điểm bắt đầu nạp) xupáp mở tương đối lớn làm cho tiết diện lưu thông lớn bảo đảm hoà khí vào xylanh nhiều Góc ứng anfa1 với đoạn d1r gọi góc mở sớm xupáp nạp Piston Page 40 Hình 1-3 Đồ thị công Hình 1-4 Đồ thị phối khí động xăng kỳ Đồng thời xupáp nạp đóng muộn chút so với vị trí piston ĐCD (điểm d2) để lợi dụng độ chân không lại xylanh lực quán tính dòng khí nạp, làm tăng thêm lượng hoà khí nạp vào xylanh (giai đoạn nạp thêm) Góc ứng anfa với đoạn ad2 gọi góc đóng muộn xupáp nạp Vì vậy, trình nạp kết thúc ĐCD mà muộn chút, nghĩa sang hành trình nén Tuy nhiên số chế độ tốc độ thấp quán tính dòng khí nạp nhỏ,(do pd2>p0) phần môi chất nạp vào xylanh bị lọt giai đoạn góc đóng muộn xupáp nạp người ta gọi là”hiện tượng thoái lui” Piston Page 41 Hành trình nén: hành trình (hình 1-2b), xupáp nạp xupáp thải đóng Piston dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT, hoà khí xylanh bị nén, áp suất nhiệt độ tăng lên Hành trình nén biểu thị đường ac” (hình 1-3), trình nén thực tế bắt đầu xupáp nạp thải đóng kín hoàn toàn, tức lúc mà hoà khí xylanh cách ly với môi trường bên Do thời gian thực tế trình nén nhỏ thời gian hành trình nén lý thuyết (1800 ) Cuối hành trình nén (điểm c’ hình 1-3) bu-gi hệ thống đánh lửa phóng tia lửa điện để đốt cháy hoà khí Góc ứng với đoạn cc’ (hình 1-3) ,(hình 1-4) gọi góc đánh lửa sớm động Hành trình cháy giãn nở sinh công: hành trình (hình 1-2c), xupáp nạp thải đóng Do hoà khí bugi đốt cháy cuối hành trình nén, nên piston vừa đến ĐCT tốc độ cháy hoà khí nhanh, làm cho áp suất khí cháy tăng lên lớn xylanh biểu thị đường c’z đồ thị công Tiếp theo trình cháy trình giãn nở khí cháy (đường zb) piston bị đẩy từ ĐCT xuống ĐCD phát sinh công Hành trình thải: hành trình (hình 1-2b), xupáp nạp đóng xupáp thải mở Piston dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT đẩy khí cháy qua ống thải Trước kết thúc hành trình cháy – giãn nở sinh công, xupáp thải mở sớm chút trước piston tới ĐCD (điểm b’) để giảm bớt áp suất xylanh giai đoạn giãn nở, giảm công tiêu hao để đẩy khí khỏi xylanh Ngoài giảm áp suất lượng sản phẩm cháy lại xylanh giảm, giảm công trình thải giảm lượng khí sót đồng thời tăng lượng hoà khí nạp vào xylanh Góc ứng với đoạn b’b hay góc anfa gọi góc mở sớm xupáp thải Đồng thời để thải khí cháy khỏi xylanh, xupáp thải đóng muộn chút so với thời điểm piston ĐCT (điểm r’) Góc ứng với đoạn rr’ góc anfa gọi góc đóng muộn xupáp thải Sau hành trình thải kết thúc, động xăng kỳ xylanh hoàn thành chu kỳ làm việc chuyển sang chu trình 3) Động diesel bốn kỳ Piston Page 42 a) b) c) d) trục khuỷu; xylanh; piston; ống nạp; bơm cao áp;6 xupáp nạp; vòi phun; xupáp thải; ống thải; 10.thanh truyền Hình 1-5 Các hành trình làm việc động diesel kỳ Quá trình làm việc động diesel bốn kỳ giống động xăng kỳ, nghĩa piston phải thực bốn hành trình nạp, nén, cháy giãn nở, thải Trong động diesel kỳ trình nạp nén môi chất không khí (mà hoà khí) nhiên liệu tự cháy, không khí nén có nhiệt độ cao (mà không dùng tia lửa điện) Chu kỳ làm việc động diesel kỳ sau: Hành trình nạp: hành trình (hình 1-5a), trục khuỷu quay, piston dịch chuyển từ ĐCT xuống ĐCD, xupáp nạp mở, xupáp thải đóng, làm cho áp suất xylanh giảm, không khí bên nạp vào xylanh Hành trình nén: hành trình (hình 1-5b), xupáp nạp xupáp thải đóng Piston dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT, hoà khí xylanh bị nén, áp suất nhiệt độ tăng lên Hành trình nén biểu thị đường ac’ (hình 1-6), trình nén thực tế bắt đầu xupáp nạp thải đóng kín hoàn toàn, tức lúc mà hoà khí xylanh cách ly với môi trường bên Cuối hành trình nén (điểm c’) vòi phun hệ thống nhiên liệu phun nhiên liệu xylanh để hoà trộn với không khí có nhiệt độ cao, tự bốc cháy (động tự cháy) Piston Page 43 Hình 1-6: Đồ thị công động diesel kì Hành trình cháy giãn nở sinh công: hành trình (hình 1-5c), xupáp nạp thải đóng Do nhiên liệu phun vào xylanh cuối hành trình nén chuẩn bị tự bốc cháy, nên piston đến ĐCT nhiên liệu cháy nhanh, làm cho áp suất khí cháy tăng lên, hoà khí cháy nhanh, làm cho áp suất xylanh tăng lên lớn đẩy piston từ ĐCT xuống ĐCD qua truyền làm quay trục khuỷu phát sinh công Hành trình thải: hành trình (hình 1-5d), xupáp nạp đóng xupáp thải mở Piston dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT đẩy khí cháy qua xupáp thải Trước kết thúc hành trình cháy giãn nở sinh công, xupáp thải mở sớm chút trước piston tới ĐCD (điểm b’) để giảm bớt áp suất xylanh giai đoạn cuối trình giãn nở, giảm công tiêu hao để đẩy khí khỏi xylanh Ngoài giảm áp suất lượng khí cháy lại xylanh giảm, nhờ tăng lượng hoà khí nạp vào xylanh Góc ứng với đoạn b’b hay góc anfa3 gọi góc mở sớm xupáp thải Piston Page 44 Đồng thời để thải khí cháy khỏi xylanh, xupáp thải đóng muộn chút so với thời điểm piston ĐCT (điểm r’) Góc ứng với đoạn rr’ góc anfa4 gọi góc đóng muộn xupáp thải Sau kết thúc hành trình thải, động lại lặp lại chu trình làm việc Trên hình 1-6 đồ thị công động diesel bốn kỳ Đồ thị phối khí tương tự động xăng Tìm hiểu nguyên lý làm việc động xăng động diesel bốn kỳ ta rút số nhận xét sau: Trong bốn hành trình piston, có hành trình cháy giãn nở sinh công, ba hành trình lại hành trình chuẩn bị thực nhờ động hay quán tính phận chuyển động quay tròn (trục khuỷu, bánh đà) phần công sinh xylanh khác động nhiều xylanh Thời điểm mở đóng xupáp nạp thải không trùng với thời điểm piston ĐCT ĐCD gọi “thời điểm phối khí” Đây đặc điểm để phân biệt chu trình làm việc thực tế với chu trình làm việc lý thuyết Trong chu trình làm việc lý thuyết xupáp thải không mở sớm đóng muộn nói Thời điểm phối khí góc ứng với thời gian mở đóng xupáp nạp thải biểu thị đồ thị phối khí Các góc mở sớm đóng muộn (góc phối khí) góc phun nhiên liệu góc đánh lửa cuối hành trình nén có ảnh hưởng nhiều đến công suất, hiệu suất suất tiêu hao nhiên liệu II)NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ KỲ Chu trình làm việc động hai kỳ bao gồm bốn trình: nạp, nén,cháy giãn nở thải, khác với động bốn kỳ để hoàn thành chu trình làm việc, trục khuỷu động hai kỳ quay vòng (3600) tương ứng với piston dịch chuyển hai hành trình Do đó, hành trình piston có nhiều trình xảy Động hai kỳ thường dùng hai kiểu phối khí: loại có cửa thổi (cửa nạp), cửa thải (không có xupáp) loại có cửa thổi xupáp thải 1)Động xăng hai kỳ , loại có cửa thổi cửa thải: Động xăng hai kỳ, loại có cửa thổi cửa thải (không dùng xupáp) có chu trình làm việc sau: Hành trình nén: hành trình (hình 1-7a), trục khuỷu quay, piston dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT, cửa thải piston đóng kín, hoà khí có sẵn xylanh bị nén, làm cho áp suất nhiệt độ tăng, đến piston gần tới ĐCT bị đốt cháy nhờ bugi phóng tia lửa điện Khi piston lên để nén hoà khí, phía piston, cácte áp suất giảm hoà khí từ chế hoà khí, qua ống nạp cửa nạp hút vào cácte để chuẩn bị cho việc thổi hoà khí vào xylanh hành trình sau Piston Page 45 a b Hình 1-7 Nguyên lí làm việc động xăng hai kì te;2 trục khuỷu;3 truyền;4 cửa thải;5 piston; nắp xylanh;7 xylanh;8 cửa thổi ; đường thông Hành trình sinh công thay khí: hành trình (hình 1-7b), hoà khí đốt cháy cuối hành trình nén, nên piston đến ĐCT, hoà khí cháy nhanh hơn, làm cho áp suất khí cháy tăng lên đẩy piston xuống ĐCD qua truyền 3, làm quay trục khuỷu phát sinh công Khi piston dịch chuyển dần tới ĐCD cửa thải mở, đồng thời sau cửa thổi có chiều cao thấp cửa thải mở cửa nạp đóng lại Do đó, khí cháy sau làm việc, có áp suất (3 - kG/cm2) lớn áp suất khí trời (p0 = 1kG/cm2), thải hoà khí cácte bị nén có áp suất (1,2 – 1,3 kG/cm2) cao áp suất khí cháy lại xylanh (1,1 kG/cm2) theo đường theo cửa thổi vào xylanh phía đỉnh piston, góp phần làm hoà khí cháy tạo điều kiện cho hành trình sau: Piston Page 46 a) b) Hình 1-8.Đồ thị công đồ thị phối khí động xăng kỳ loại xupáp Áp suất nhiệt độ khí cháy xylanh là: p = (40 / 70) kG/cm2 ; T = (2000 / 2300)K Sau hành trình sinh công thay khí, trục khuỷu quay trình làm việc động xăng hai kỳ lại lặp chu kỳ Động diesel hai kỳ, loại có cửa thổi xupáp thải Động diesel hai kỳ có đặc điểm không dùng cácte để chứa thổi khí mà dùng máy nén khí riêng để thổi khí trực tiếp vào xylanh Chu trình làm việc động sau: 1.trục khuỷu;2 truyền;3 máy nén khí;4 xylanh;5 vòi phun;6 xupáp thải;7 piston;8 buồng khí; cửa thổi Piston Page 47 b) Hình 1-9 Các hành trình làm việc động diesel hai kỳ có xupáp thải Hành trình nén: Trong hành trình (hình 1-9a), trục khuỷu quay, piston dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT Cửa thổi piston đậy kín sau xupáp thải đóng lại, không khí có sẵn xylanh bị nén, áp suất nhiệt độ tăng lên piston gần đến ĐCT, vòi phun hệ thống nhiên liệu phun nhiên liệu với áp suất cao (100 /140 kG/cm2) hình thành hỗn hợp với không khí nén có nhiệt độ cao làm cho nhiên liệu tự cháy a) Piston Page 48 Hình 1-10 Đồ thị công đồ thị phối khí động diesel kỳ, loại có xupáp thải Cuối hành trình nén áp suất nhiệt độ không khí nén xylanh là: p = (40 /50) kG/cm2 ; T = (800/ 900) K Hành trình sinh công thay khí: hành trình này, nhiên liệu đốt cháy, nhờ không khí nén có nhiệt độ cao cuối hành trình nén, nên piston đến ĐCT, nhiên liệu cháy nhanh hơn, làm cho áp suất tăng lên đẩy piston từ ĐCT xuống ĐCD, qua truyền 2, làm quay trục khuỷu phát sinh công Khi piston dịch chuyển gần tới ĐCD, xupáp mở, đồng thời sau cửa thổi piston mở Do khí cháy sau làm việc, có áp suất (4-5 kG/cm2) lớn áp suất khí trời, thải không khí bên ngoài, qua bình lọc, nhờ máy nén khí 3, buồng khí cửa thổi cung cấp vào xylanh với áp suất khoảng (1,4/,5) kG/cm2 lớn áp suất khí thải lại xylanh (1,1/1,2 kG/cm2) góp phần làm khí cháy tạo điều kiện cho hành trình sau Áp suất nhiệt độ khí cháy xylanh là: p = (80 / 100) kG/cm2 ; T= (1900 / 2100)K Sau hành trình sinh công thay khí, trục khuỷu quay trình làm việc động lặp lại Tìm hiểu nguyên lý làm việc động xăng hai kỳ động diesel hai kỳ, rút số nhận xét sau: lại thực nhờ động hay quán tính phận chuyển động quay tròn (trục khuỷu, bánh đà) phần công sinh từ xylanh khác động nhiều xylanh Áp suất hoà khí không khí thổi vào xylanh lớn áp suất khí trời Do đó, phải dùng bơm thổi khí hay máy nén khí trục khuỷu dẫn động nên công suất Piston Page 49 động phải giảm Trong trình làm việc có phần hành trình piston dùng để thổi thải khí Khi thổi khí có phần nhiên liệu không khí theo khí thải Áp suất nhiệt độ hoà khí không khí cuối trình nén trình cháy giãn nở phụ thuộc nhiều vào vị trí cửa thổi, cửa thải tỷ số nén động Trong động hai kỳ, trình thổi (nạp), nén, cháy giãn nở thải rõ ràng hành trình động kỳ Do đó, động hai kỳ, hành trình thứ hành trình thổi, thải nén, hành trình thứ hai hành trình sinh công, thải thổi HẾT Piston Page 50 [...]... cứng vững mặt trụ cùng với mặt đầu của chân piston là chuẩn công nghệ khi gia công và là nơi điềuchỉnh trọng lượng của piston sao cho đồng đều giữa các xylanh Piston Page 11 Hình 1.4 Chân piston e.chốt piston 1.2.1 Trạng thái làm việc của chốt piston -Chốt piston là chi tiết máy nối piston với thanh truyền nó truyền lực tác dụng của khí thể tác dung lên piston cho thanh truyền để làm quay trục khuỷu... tốc độ dịch chuyển cao nên piston phải có hình dạng, kích thước chính xác, kết cấu gọn, nhẹ, cân bằng Piston thường được làm theo dạng hình trụ tròn xoay hoặc hơi côn Piston được chia làm 2 phần: đầu và thân piston 1- Đầu piston Chiếm khoảng 1/3 chiều cao piston gồm đỉnh và thân có rãnh séc măng Phần đầu piston là phần chính chịu áp lực và nhiệt khi piston làm việc - Đỉnh piston có dạng phẳng hoặc định... 0,1mm Piston sau khi chế tạo xong được phân nhóm lắp ráp giữa piston – xylanh và chốt piston – piston Thường phân nhóm lắp ráp từ 4 đến 5 nhóm Ngoài ra còn qui định dung sai về trọng lượng của từng loại piston Sai lệch về trọng lượng của các 10gr. piston được lắp trên cùng một động cơ không vượt quá giá trị 5 II- V ẬT LIỆU CHẾ TẠO V À PHÔI PISTON Piston Page 27 1- Vật liệu chế tạo Do phải làm việc dưới... đỉnh piston và với đường trục của thân piston Chuẩn định vị chính dùng trong trường hợp này là mặt đỉnh piston và phần mặt trụ đầu piston 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO PISTON Phụ thuộc vào sản lượng, kết cấu của piston và điều kiện sản xuất cụ thể của xí nghiệp mà khi chế tạo có các quy trình công nghệ khác nhau Ở đây chỉ xin đưa ra một quy trình công nghệ để có tính chất tham khảo đố với một loại piston. ..- Chống bó kẹt piston: Có nhiều nguyên nhân gây ra bó kẹt piston trong xylanh cụ thể: + Lực ngang N + Lực khí thể + Kim loại giãn nở Do những nguyên nhân trên piston thường bị bó kẹt theo phương tâm chốt piston Đối với piston bằng hợp kim nhôm hệ số nở dài lớn càng dễ sảy ra bó kẹt - Khắc phục hiện tượng bó kẹt: + Chế tạo than piston có dạng ô van, trục ngắn trùng với tâm... tâm lỗ 0,3mm Piston gang có thể làm tròn xoay.÷chốt) với độ ôvan trung bình 0,15 + Độ dày của vách piston không được chênh lệch quá 0,5mm trên cùng một tiết diện Piston Page 26 Đối với các piston của động cơ cao tốc, để giảm trọng lượng người ta thường thiết kế piston có vát 2 bên thân Với loại thân vát này sẽ giảm được ma sát giữa thân và thành xylanh đồng thời tránh được va đập giữa thân piston và má... là với loại động cơ có hành trình piston ngắn Thân piston gồm 2 loại: thân cứng và mềm Piston thân cứng là loại thân không xẻ rãnh phòng nở hoặc rãnh phòng nở không xẻ dài hết chiều dài thân Loại này thường là piston gang hoặc piston nhôm của động cơ điêzen có chiều dày thân đánh kể Tiết diện ngang của thân chỉ làm ôvan ở khoảng có lỗ chốt và côn theo chiều dài thân Piston thân mềm thường gặp ở động... 62) HRC, độ cứng phần ruột cũng đạt (26 – 30) HRC * Kết cấu và kiểu lắp ghép chốt piston : Kết cấu của chốt piston rất đơn giản, đều là hình trụ rỗng để cho nhẹ Các chốt piston ch ỉ khác nhau ở phần ruột Dưới đây là hình vẽ một số dạng ruột piston thường dùng : Hinh 1.5 Các dạng của ruột chốt piston thường gặp Với chốt piston có dạng hình trụ rỗng như hình 1.5.a thì dễ chế tạo, các dạng côn như hình... công l tâm ở đỉnh và xén bỏ lỗ tâm Để truyền ỗ chuyển động quay cho piston, cần có thêm tốc gạt truyền môment cho piston thông qua điểm tiếp xúc giữa tốc và bệ lỗ chốt phía trong thân pist on Dùng các mặt chuẩn định vị này có thể gia công được toàn bộ các mặt ngoài piston: rãnh sec măng, đỉnh piston, thân piston Riêng đối với các piston có tiết diện thân dạng ôvan, cần phải định vị thêm bậc tự do thứ... đập rất tốt CHƯƠNG 2 Piston Page 19 PHÂN TÍCH CÁC DẠNG HƯ HỎNG –NGUYÊN NHÂN – HẬU QUẢ CỦA NHÓM PISTON I Piston Hư Hỏng Nguyên Nhân Hậu Quả 1)Phần thân piston mòn ,mòn ô van và mòn Do ma sát với Làm giảm đường côn và bị cào xước thành vách xi kính, thay đổi độ côn và lanh, trong dầu o van,khe hở piston- bôi trơn co cặn xilanh tăng, truyền động bẩn không vững gây va đập khi làm việc Piston có thể bị nứt