Môn học kết cấu ô tô, Ch3 cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền chia làm 3 nhóm chi tiết chính. Nhóm pittông, nhóm thanh truyền, nhóm trục khuỷu. Khi động cơ làm việc pittông cđ tịnh tiến trong xilanh, trục khuỷu quay tròn, còn thanh truyền là chi tiết truyền lức giữa pittông và trục khuỷu. II, Pit tông 1, Nhiệm vụ Pittông có nhiệm vụ cùng với xilanh, nắp máy tạo thành không gian làm việc, nhận lực đẩy của khí cháy rồi truyền lực cho thục khuỷu để sinh công và nhận lực từ trục khuỷu để thực hiện các quá trình nạp, nén, cháy–dãn nở và thải khí. 2, Cấu tạo a, Đỉnh pittông: có 3 dạng, đỉnh lồi, đỉnh bằng, đỉnh lõm. b, Đầu pittông: Có nhiệm vụ bao kín buồng cháy. Đầu pittông có các rãnh để lắp xecmăng khí và xecmăng dầu, xecmăng dầu được lắp ở phía dưới. c, Thân pittông: Thân pittông có nhiệm vụ dẫn hướng cho pittông chuyển động trong xilanh. Trên thân pittông có khoan lỗ để lắp chốt pittông liên kết với thanh truyền. III, Thanh truyền 1, Nhiệm vụ Thanh truyền là chi tiết truyền lực giữa pittông và trục khuỷu. 2, Cấu tạo Thanh truyền được chia làm 3 phần: đầu nhỏ, thân và đầu to. Đầu nhỏ thanh truyền để lắp vơi chốt pittông, có dạng hình trụ. Đầu to thanh truyền để lắp vơiự chốt khuỷu, có thể làm liền khối hoặc làm 2 nửa và dùng bu lông ghép lại với nhau. Bên trong đầu to và đầu nhỏ có lắp bạc lót để dảm ma sát và chống mài mòn.

thành cơ năng có hiệu quả cao khi hỗn hợp không khí – nhiên liệu được đốt cháy.

3.1 Phần cố định: Thân máy, nắp máy, xi lanh

 Thân máy cùng với nắp xy lanh là nơi lắp đặt và bố trí hầu hết các cụm, chi tiết của động cơ:

Vai trò:

- Nắp máy nằm trên thân máy, mặt dưới của nắp máy lõm vào, cùng với đỉnh pít tông tạo thành buồng đốt

- Bên trong nắp máy có lỗ dầu và áo nước để bôi trơn và làm mát các chi tiết của cụm phân phối khí

- Giữa thân máy và nắp máy là tấm gioăng (gioăng nắp quy lát), nó có tác dụng làm kín mối liên kết giữa hai khối

để chống lọt các khí áp suất cao, khí cháy, nước làm mát và dầu động cơ

H.3.4

Vật liệu:

Hầu hết các động cơ đều có nắp máy làm bằng hợp kim nhôm vì có các ưu điểm: Nhẹ, dẫn nhiệt rất

Xi lanh có dạng hình ống được đúc liền cùng thân máy hoặc chế tạo riêng sau đó được lắp chặt vào thân máy.

Xi lanh được mài bóng,

độ chính xác cao -> đảm bảo độ kín khít

H.3.7

triệu chứng:

- Tiếng gõ piston quá to

- Tiêu hao dầu bôi trơn

- Công suất động cơ giảm

- Xéc măng hơi thứ nhất bị hỏng

do việc tạo gờ trên thành xi lanh

Nguyên nhân:

- Bôi trơn không đủ

- Bảo dưỡng, dầu bôi trơn, lọc dầu không đúng

- Bụi bị hút vào qua đường ống nạp

0.01mm

Pít tông: Vai trò:

 Cùng với xi lanh, nắp xi lanh bao kín tạo thành buồng cháy

 Truyền lực khí thể cho thanh truyền

 Nhận lực từ thanh truyền để nén khí

 Đóng mở của nạp và thải của cơ cấu phối khí (ở động cơ 2 kỳ)

tạo thành buồng cháy của động cơ

Đỉnh bằng:

 Diện tích chịu nhiệt nhỏ

 Kết cấu đơn giản

H.3.10

Đỉnh lồi:

 Có sức bền lớn

 Đỉnh mỏng, nhẹ

 Diện tích chịu nhiệt lớn

 Thường được sử dụng trong động cơ xăng 4 kỳ xu páp treo

H.3.11

Đỉnh lõm:

 Diện tích chịu nhiệt lớn

 Sức bền kém hơn loại đỉnh bằng

 Có thể tạo xoáy lốc nhẹ, tạo điều kiện cho quá trình hình thành khí hỗn hợp và cháy

 Loại đỉnh này được dùng cho cả động cơ xăng và điezen

H.3.12

Đỉnh chứa buồng cháy

- Hình dạng đỉnh phải phù hợp với buồng cháy và hướng của tia phun nhiên liệu

- Tận dụng được xoáy lốc của dòng khí trong quá trình nén

Buồng cháy omega

H.3.13

Buồng cháy đenta Buồng cháy Man

Vật liệu: Chủ yếu chế tạo bằng hợp kim nhôm vì có các ưu điểm (nhẹ, hệ số

dẫn nhiệt lớn, hệ số ma sát nhỏ, dễ đúc, dễ gia công) Tuy nhiên, do hợp kim nhôm có hệ số giãn nở dài lớn nên khe hở giữa pít tông và xi lanh lớn để tránh

bó kẹt -> lọt khí, phát sinh tiếng gõ

- Kết cấu của piston được thiết kế để duy trì khe hở hợp lí khi piston bị giãn nở ở nhiệt độ cao trong kỳ nổ

- Vì phần bệ chốt dày hơn nên nó dễ bị tác động bởi giãn nở vì nhiệt -> piston được chế tạo có dạng hơi ô- van, với đường kính theo hướng chốt (A) nhỏ hơn đường kính theo hướng vuông góc (B) -> khi giãn nở theo hướng (A) thì piston trở thành tròn

- Đầu piston chịu nhiệt độ cao trong kỳ nổ và nó không được làm mát trực tiếp bởi nước làm mát và không khí Vì thế đầu có nhiệt độ cao hơn phần thân -> phần đầu giãn nở vì nhiệt lớn hơn -> piston được chế tạo hơi côn về phía đầu.

- Khi áp lực trong kỳ nén hoặc kỳ nổ tác động lên piston, một phần của lực này tác động lên phần váy piston, làm cho nó tỳ lên thành xy-lanh

-> gọi là lực ép ngang.

- Lực ép ngang chính: xuất hiện trong kỳ nổ

- Lực ép ngang phụ: xuất hiện trong kỳ nén

- Lực ép ngang chính > lực ép ngang phụ

ngang chuyển từ kỳ nén sang kỳ nổ.

- Khe hở piston càng lớn, tiếng gõ càng mạnh

- Trong một số động cơ, đường tâm của piston và đường tâm của chốt piston lệch nhau một khoảng nhỏ để làm giảm tiếng gõ.

- Trong động cơ có piston lệch tâm, hướng lực ngang của piston thay đổi từ hướng lực ngang phụ sang hướng lực ngang chính vào gần cuối kỳ nén -> tiếng gõ piston giảm xuống do hướng lực ngang đã thay đổi trước khi piston nhận áp lực nổ

- Khi piston và xy-lanh bị mòn quá giới hạn cho phép, cần phải thay thân máy hoặc pittông, hoặc doa lại thân máy hoặc áo xy- lanh để sử dụng với piston cỡ lớn hơn.

-Piston và chốt piston thường được cung cấp đồng bộ

- Cỡ piston tiêu chuẩn, chỉ rõ đường kính piston

- Piston phải được lắp theo đúng hướng.

- Hướng lắp được ghi trên đầu piston

- Phía có đánh dấu là phía trước

- Vị trí chính xác của chỗ đánh dấu thay đổi theo từng kiểu động cơ.

Vật liệu: Thường được chế tạo từ thép ít các bon và thép hợp kim

Điều kiện làm việc: Chịu lực va đập tuần hoàn, nhiệt độ cao và điều kiện bôi

Trong trường hợp này chốt phải được lắp tự do trên bệ chốt của piston, do không phải giải

quyết vấn đề bôi trơn -> thu hẹp bề rộng đầu thanh truyền -> tăng chiều dài của bệ chốt -> giảm áp suất tiếp xúc – mòn tại bệ chốt

Tuy nhiên do chốt bị cố định nên bề mặt chịu lực không thay đổi -> tính chịu bền mỏi kém

Trong trường hợp này chốt phải được lắp

tự do trên đầu nhỏ thanh truyền, do không phải giải quyết vấn đề bôi trơn cho bệ chốt-> rút ngắn chiều dài của bệ chốt -> tăng chiều rộng của đầu nhỏ thanh truyền ->

giảm áp suất tiếp xúc – mòn tại đầu nhỏ thanh truyền

Tuy nhiên do chốt bị cố định nên bề mặt chịu lực không thay đổi -> tính chịu bền mỏi kém

H.3.19

 Do cả hai mối ghép đều không có kết cấu hãm -> mối ghép giữa chốt và bạc đầu nhỏ thanh truyền là mối ghép lỏng, còn mối ghép giữa chốt và bệ chốt là mối ghép trung gian có độ dôi (0.01 đến 0.02)mm.

Trong quá trình làm việc bệ chốt piston giãn nở nhiều hơn chốt -> chốt có thể tự xoay -> bề mặt chịu lực thay đổi -> chốt mòn đều và chịu mỏi tốt hơn

 Tuy nhiên phải giải quyết vấn đề bôi trơn cho cả hai mối ghép và hạn chế sự di

H.3.19

a) b) c) d) e)

Một số biện pháp giải quyết vấn đề bôi trơn cho mối ghép:

H.3.20

Xéc măng:

Xéc măng khí: Làm kín buồng

cháy, ngăn không cho khí từ buồng cháy xuống các te

Xéc măng dầu: dùng để ngăn

dầu bôi trơn không sục lên buồng cháy, gạt dầu tạo thành màng dầu bôi trơn và làm mát cho cụm pít tông xy lanh

H.3.21

H.3.24

ĐK làm việc: Chịu tải trọng cơ học lớn,

ma sát nhiều, ăn mòn hóa học

Vật liệu: Yêu cầu phải đảm bảo độ đàn

hồi cao và chịu mài mòn -> thường được

- Trên xéc măng có ghi tên của nhà chế tạo và cỡ của xéc-măng

Khi lắp cần chú ý:

- Mặt có dấu phải quay lên phía trên,

- Không nhầm lẫn thứ tự của các xéc măng hơi.

- Khi không thấy dấu hiệu trên xéc măng hơi số 1,

có thể dấu hiệu được ghi ở cạnh xéc măng.

- Trong trường hợp cả hai nơi đều không có dấu hiệu, cần tham khảo sách hướng dẫn sửa chữa để biết chỗ khác nhau.

- Để giảm lọt khí, cần lắp xéc măng sao cho các miệng của nó ở vị trí tách xa nhau như trong hình minh hoạ

- Kiểm tra miệng xéc măng khi dùng xéc măng mới

Khe hở miệng xéc măng:

- Khe hở miệng xéc măng phải vào khoảng 0,2-0,5 mm (ở nhiệt độ trong phòng)

- Nếu khe hở miệng xéc măng quá lớn, khí ép sẽ bị lọt qua miệng, tiếng kêu lớn

- Nếu khe hở miệng quá nhỏ, hai đầu mút của xéc măng sẽ chạm nhau khi bị giãn nở vì nhiệt -> cào xước thành xy- lanh hoặc vỡ xéc - măng.

Chú ý:

- Khi đo khe hở miệng xéc-măng, cần phải ấn xéc măng vào xy-lanh, tại vị trí ít bị mòn nhất

Trong khi động cơ hoạt động, xéc-măng dịch chuyển lên xuống trong rãnh xéc- măng Sự dịch chuyển này có tác dụng bơm dầu, tăng cường bôi trơn Nếu khe

hở giữa xéc-măng và rãnh xéc-măng quá lớn, hiệu ứng bơm dầu cũng lớn, dẫn đến tăng tiêu hao dầu

2 Sự dao động của xéc-măng:

Khi xéc-măng giao động lên xuống hoặc lắc ngang trong rãnh xéc-măng, hiệu quả làm việc của nó bị giảm xuống.

Nếu hiện tượng này kéo dài liên tục, thì xéc-măng hoặc rãnh xéc-măng sẽ chóng mòn, thậm chí dẫn đến bị kẹt.

®Çu nhá

th©n

®Çu

to

Thanh truyền làm 3 phần:

 Đầu nhỏ (nối với pít tông)

 Đầu to (Nối với trục khuỷu động cơ)

 Thân thanh truyền

Thanh truyền nhận lực từ pít tông truyền cho trục khuỷu và ngược lại, nó chịu các lực kéo và nén trong quá trình làm việc -> yêu cầu phải đủ độ bền và cứng chắc

hai nửa và lắp ghép với nhau bằng bulông hay vít cấy.

- Bạc lót cũng phải được chia làm hai nửa

và phải được cố định trong lỗ đầu to thanh truyền.

- Để bạc lót không bị xoay: kết cấu lưỡi gà

H.3.26

Bạc thanh truyền:

- Kết hợp với màng dầu trên bề mặt của bạc thanh truyền, nó sẽ hấp thụ các tải trọng nặng và va đập từ các chi tiết quay

- Màng dầu này ngăn ngừa hiện tượng

bó và mất công suất do ma sát

- Có một lỗ dầu và một rãnh dầu trong nửa bạc phía trên để dẫn dầu đến lỗ phun dầu của thanh truyền

- Nửa bạc phía dưới cũng có một lỗ dầu

H.3.28

phun dầu để làm mát và bôi trơn.

- Dầu bôi trơn được lấy từ đường bôi trơn của trục khuỷu động cơ

H.3.29

H.3.31

(Clip Cường – For)

Vật liệu:

 Động cơ ô tô máy kéo, tàu thuỷ cao tốc dùng: thép cácbon trung bình như 40,

45 hoặc thép hợp kim crôm, niken.

 Động cơ cao tốc và cường hoá như động cơ ô tô du lịch, xe đua : dùng thép hợp kim đặc biệt có nhiều thành phần hợp kim như manggan, niken, vônphram

 Động cơ tĩnh tại và động cơ tàu thuỷ tốc độ thấp dùng thép ít cácbon hoặc thép cácbon trung bình như 30, 35, 45.

H.3.32

a) b) c) d) e)

Tiết diện thân thanh truyền: H.3.34

- Là chi tiết quan trọng, chiếm tỷ trọng khá lớn, có thể chiếm 25% đến 30% giá thành của động cơ.

- Dùng để biến đổi chuyển động tịnh tiến của pít tông thành

chuyển động quay.

- Nhận năng lượng của bánh đà

để truyền cho thanh truyền và pít tông thực hiện quá trình nén cũng như trao đổi khí trong xylanh.

H.3.35

- Đầu nhỏ của thanh truyền nối với pít tông bằng chốt pít tông

- Đầu to nối với trục khuỷu động cơ bẳng chốt (cổ biên)

- Đối trọng có tác dụng làm cân bằng chuyển động quay của trục khuỷu

- Cổ trục khuỷu được đạt tựa trên các gối đỡ trên thân máy của động cơ

H.3.36

H.3.37

-Trên các cổ trục khuỷu

và cổ biên có khoan các

lỗ để dẫn dầu bôi trơn

- Dầu từ bơm dầu chảy qua thân máy tới các cổ trục và cổ biên

H.3.38

Đầu trục khuỷu: Đuôi trục khuỷu:

H.3.43

H.3.44

 Giữ cho độ không đồng đều của động cơ

nằm trong giới hạn cho phép

 Là nơi lắp các chi tiết của cơ cấu khởi

động như vành răng khởi động

 Là nơi đánh dấu tương ứng với điểm chết

và khắc vạch chia độ góc quay trục khuỷu

Bánh đà động cơ:

H.3.45