Đề cương chi tiết HP môn ket cau dong co dot trong đh

kết cấu động cơ đốt trong×giáo trình kết cấu động cơ đốt trong×kết cấu động cơ đố trong× Từ khóa sách kết cấu động cơ đốt trongkết cấu đề cương chi tiếtđề cương chi tiết môn cấu trúc máy tínhđề cương chi tiết môn cấu trúc dữ liệubộ đề cương chi tiết môn học ngành báo chíđề cương chi tiết môn vật lýđề cương chi tiết môn toán Mô tả

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐHCN VIỆT-HUNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT

NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN

1 Tên học phần: Kết cấu động cơ đốt trong (Internal combustion engines

construction)

2 Mã học phần: 0101081457

3 Số tín chỉ: 2(2, 0, 4)

4 Trình độ: Đại học sinh viên năm thứ hai

5 Phân bổ thời gian:giờ tín chỉ đối với các hoạt động

+ Lên lớp : 30 tiết;

+ Thực tập : 0 tiết;

+ Thí nghiệm :0 tiết;

+ Tự học, tự nghiên cứu : 60 giờ;

6 Điều kiện tiên quyết:

7 Mục tiêu của học phần:

Sau khi hoàn tất học phần sinh viên có khả năng:

- Cung cấp cho sinh viên những kiến thức về cấu tạo, công dụng và nguyên

lý làm việc của động cơ đốt trong để làm cơ sở cho các học phần “Thực tậpđộng cơ đốt trong”, “Nguyên lý động cơ đốt trong” và “Tính toán kết cấuđộng cơ đốt trong”

Cấu tạo động cơ đốt trong là học phần chuyên môn thuộc chương trình đàotạo chuyên ngành Công nghệ ô tô Học phần Cấu tạo động cơ đốt trong giớithiệu tổng quát về động cơ đốt trong, vị trí và ý nghĩa của nó trong các thiết bịđộng lực (ôtô, xe máy, máy xây dựng, tàu thuyền,…) Các nội dung chính củahọc phần gồm: trình bày cấu tạo , công dụng, nguyên lý làm việc của các chitiết, các hệ thống trong động cơ đốt trong.

9 Nhiệm vụ của sinh viên: Tham dự học, thảo luận, kiểm tra theo quy chế học

vụ hiện hành của nhà trường

[1] Toyota training steam 1,2- 1997

[2] Toyota Motor Corporation Training manual 1995

[3] Toyota Motor Corporation Toyota Repair Manual 1998

11.Điều kiện thí nghiệm, thực hành, thực tập phục vụ học phần:

12.Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên:

13.Thang điểm đánh giá : Thang điểm 10

14.Phương pháp đánh giá học phần:Theo học chế tín chỉ, được quy định cụ thể như sau:

15.Nội dung chi tiết học phần:

15.1 Nội dung tổng quát

tiết

Hình thức dạy và học

Ghi chú

Lý thuyết

Thực hành

Tự học

15.2 Nội dung chi tiết

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐCĐT

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển động cơ đốt trong.

Trong lịch sử phát triển có một vài mốc đáng ghi nhớ sau:

- Năm 1860: Động cơ đốt trong đầu tiên ra đời do ông Lenoir là một người hầu bàn và một nhà kỹ thuật nghiệp dư ở paris chế tạo Động cơ chạy khí đốt, có hiệu suất e = 2 ÷ 3%

- Năm 1876: Ô tô một nhà buôn ở thành phố Koln nước Đức chế tạo một loại động

cơ cũng chạy khí đốt nhưng đạt hiệu suất cao hơn e = 10%

- Năm 1886: Hãng Daimler – Maybach cho suất xưởng động cơ xăng đầu tiên có công suất

- Năm 1897: Động cơ diesel đầu tiên ra đời có hiệu suất khá cao; e = 26%.

- Năm 1954: Động cơ piston quay do hãng NSU-Wankel chế tạo nổi bật về tính gọn nhẹ

Ngành chế tạo động cơ đốt trong phát triển rất mạnh Hiện nay sản lượng hàng năm ước tính 40 triệu chiếc với dải công suất từ 0,1 đến khoảng 70.000 kW cho các lĩnh vực kinh tế như giao thông vận tải, xây dựng, nông nghiệp, lâm

nghiệp, năng lượng … và gia dụng

1.2 Phân loại động cơ đốt trong.

- Theo nhiên liệu: Động cơ xăng, động cơ diesel và động cơ gas còn gọi là động cơ chạy khí

- Theo cách thức đốt nhiên liệu trong buồng cháy: đốt cưỡng bức bằng tia lửa điện như trong động cơ xăng, động cơ khí và đốt do tự cháy như động cơ diesel

- Theo số xi lanh: Động cơ 1 xilanh và động cơ nhiều xilanh

- Theo cách bố trí dãy xilanh đối với động cơ nhiều xilanh: Động cơ 1 hàng xilanh, chữ V, hay động cơ hình sao Động cơ hình sao thường dùng cho máy bay

- Theo loại chuyển động của piston: động cơ piston chuyển động tịnh tiến và động

cơ piston quay

- Theo điều kiện nạp: động cơ tăng áp và động cơ không tăng áp

- Theo số hành trình piston trong một chu trình: động cơ hai ký và động cơ 4 kỳ

- Theo phương pháp làm mát: động cơ làm mát bằng nước và động cơ làm mát bằng gió

- Theo tốc độ của piston: động cơ tốc độ thấp, tốc độ trung bình và động cơ cao tốc

Hình 1.1 Các kiểu sắp xếp xi lanh động cơ

1.3 Công dụng các phần chính của ô tô.

- Ôtô gồm bốn phần chính: Động cơ, gầm( satxi ), khung xe và hệ thống điện(hình 1.2)

Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo ôtôa.Xe du lịch ; b) Xe tải

1- động cơ; 2- bánh trước; 3- lò xo ( nhíp ); 4- li hợp; 5- hộp số; 6- trục truyền độngtrung tâm; 7- truyền động các đăng; 8- bánh xe chủ động sau; 9- cầu sau; 10- bộ vi

sai; 11- khung xe; 12- thùng xe; 13- buồng lái; 14- tay lái; 15- vỏ xe

* Động cơ: Là nguồn động lực chính làm cho xe chuyển động Hiện nay dùng

nhiều nhất là động cơ đốt trong mà chủ yếu là động cơ xăng và động cơ Diêzen

* Gầm ôtô Bao gồm:

- Hệ thống truyền lực( hệ thống truyền động ): gồm ly hợp, hộp số, các đăng, cầuchủ động (truyền lực chính + vi sai ), bán trục Hệ thống truyền lực được bố trí vớinhiều phương án một, hai, ba cầu chủ động, động cơ đặt phía trước hoặc phía sau.(hình vẽ 1.3)

- Phần di động: gồm khung gầm xe 11, dầm cầu trước và dầm cầu sau 10, hệ thốngtreo và bánh xe 8, hệ thống nâng hạ thùng xe

- Hệ thống thống lái: Dùng để điều khiển chuyển động của xe

- Hệ thống phanh: Dùng để giảm tốc độ chuyển động hoặc để hãm xe dừng hẳn

- Khung xe:

Có các dạng cấu tạo khác nhau Khung xe tải (hình 1.3 b )gồm có: Thùng xe

12, buồng lái 13 Khung vỏ 15 của xe du lịch, xe buýt và xe ca được xếp đặt saocho ghế ngồi và bậc lên xuống được thuận tiện cho hành khách Nắp đậy máy,chắn bùn cũng thuộc khung xe

- Phần điện:

Bao gồm: Nguồn điện ( ác quy, máy phát điện ), hệ thống đánh lửa, hệ thốngkhởi động điện, hệ thống chiếu sáng và tín hiệu, đồng hồ đo nhiên liệu, dòng điện,

áp suất, còi Điều hoà nhiệt độ, sưởi ấm, khoá cửa bằng điện, sấy kính

1.4 Các thuật ngữ trong động cơ đốt trong.

+Điểm chết dưới ( ĐCD ): Là vị trí của đỉnh piston trong xi lanh ở gần tâmtrục khuỷu nhất.

1.4.4 Thể tích công tác của xi lanh ( Vh )

- Là thể tích giới hạn bởi thành xi lanh và các vị trí ĐCT, ĐCD của piston ( là thểtích phần không gian được giải thoát khi piston dịch chuyển từ ĐCT tới ĐCD ):

- Là thể tích phần không gian giới hạn bởi thành xi lanh, nắp máy và đỉnh pistonkhi nó ở ĐCT.

1.4.6 Thể tích toàn bộ xi lanh ( Va)

- Là tổng thể tích buồng cháy và thể tích công tác của xi lanh

c

a

V

V V

V

V V

1.4.8 Thể tích làm việc của động cơ (Ve )

- Là tổng thể tích công tác của các xi lanh trong động cơ

Ve = i.Vh

Vh: Thể tích công tác của xi lanh

i : Số xi lanh trong động cơ

1.4.9 Công suất có ích của động cơ ( Ne )

- Là công suất đo được tại bánh đà của động cơ bằng đinamomét hoặc bằng phanh.Đơn vị đo: Mã lực hoặc Kw

1.4.10 Suất tiêu hao nhiên liệu ( g)

- Là lượng tiêu hao nhiên liệu cho một mã lực trong một giờ ( ge ), đây là chỉ tiêuđánh giá tính kinh tế của động cơ

N G

- Là tỉ số giữa công suất có ích của động cơ và năng lượng nhiệt cung cấp.

tk nl

e

Q G

N





Gnl: lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ

Qtk: nhiệt trị thấp của 1 kg nhiên liệu

1.5 Cấu trúc tổng quát của động cơ đốt trong.

Hình1.5 Sơ đồ cấu tạo động cơ xăng 4 kỳ

Hình 1.6 Sơ đồ cấu tạo của động cơ diezen 4 kỳ

1 Nắp máy; 2.Cò mổ; 3 Vòi phun 4 Xupáp nạp; 5.Xupáp xả ; 6 Xi lanh; 7

Piston; 8 Chốt piston; 9 Thanh truyền; 10 Bánh đà; 11 Gối trục chính; 12.Trục khuỷu; 13 Bánh răng; 14 Trục cam; 15 Bơm cao áp; 16 Con đội ; 17 Bầu lọc không khí

Hình 1.7 Sơ đồ cấu tạo động cơ

1.6 Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong 1 xi lanh.

Piston đi từ điểm chết trên ( ĐCT ) xuống điểm chết dưới ( ĐCD ) Xupáp hút

mở, xupáp xả đóng, tạo sự giảm áp trong xi lanh ( p = 0,75  0,85 at ) hút khí hỗnhợp ( xăng + không khí) vào xi lanh, nhiệt độ buồng đốt t  90 0 C  125 0 C +Kỳ nén:

Hai xupáp đều đóng, piston đi từ ĐCD lên ĐCT, nén hỗn hợp khí Cuối kỳnén áp suất và nhiệt của khí hỗn hợp tăng cao ( p  7 15 at ; t  350 0 C )

1.6.2 Động cơ Diezen 4 kỳ

1. Sơ đồ cấu tạo ( hình 1.6.)

– Động cơ Diezen 4 kỳ có cấu tạo giống như động cơ xăng 4 kỳ, chỉkhác động cơ Diezen 4 kỳ không có bộ chế hoà khí và bugi nhưng lại có bơm cao

áp và vòi phun nhiên liệu

2. Nguyên lý làm việc:

– Động cơ Diezen có chu trình làm việc tương tự như động cơ xăng 4

kỳ Chu trình gồm 4 kỳ, làm việc theo thứ tự: hút, nén, nổ, xả

Piston đi từ ĐCD lên ĐCT, cả hai xupáp đều đóng không khí sạch được nén

có áp suất và nhiệt độ tăng cao ( p  30  40 at ; t 0  550  750 0C )

Hình 1.6 Sơ đồ cấu tạo của động cơ

10 Bánh đà; 11 Gối trục chính; 12 Trục khuỷu;

13 Bánh răng; 14 Trục cam; 15 Bơm cao áp;

16 Con đội ; 17 Bầu lọc không khí

+ Kỳ nổ ( cháy, giãn nở, sinh công):

Gần cuối kỳ nén cả hai xupáp đều đóng, lúc này nhiên liệu được phun vàobuồng đốt với áp suất cao ( p  150  250 at ), tơi, sương hoà trộn với khôngkhí tạo thành khí hỗn hợp và tự bốc cháy, làm áp suất và nhiệt độ buồng đốt tăngcao ( p  650  750 at; t0  2000  2200 0C ), đẩy piston đi từ ĐCT xuốngĐCD, làm quay trục khuỷu

1 Sơ đồ cấu tạo: (Hình 1.7)

- Trên thành xi lanh bố trí ba cửa: Cửa xả, cửa hút, cửa nạp (quét) Piston thamgia đóng, mở các cửa này

+Kỳ thứ hai:

Khi piston đi đến gần ĐCT, bugi đánh lửa, khí hỗn hợp bị đốt cháy, giãn nở tạo

áp suất cao đẩy piston đi từ ĐCT xuống ĐCD Khi piston đi xuống đóng cửa hút,hỗn hợp trong khoang hộp trục khuỷu được nén lại Khi đến gần ĐCD piston mởcửa xả, thải khí cháy ra ngoài, tiếp theo piston mở cửa nạp và khí hỗn hợp mới trongkhoang hộp trục khuỷu được nạp vào xi lanh, đồng thời quét đẩy tiếp khí xả rangoài Sau đó theo quán tính piston chạy trở lên thực hiện kỳ tiếp theo

Hình 1.7 Sơ đồ cấu tạo động cơ

xăng 2 kỳ

1 Bugi; 2 Piston;

3 Cửa xả; 4 Bộ chế hoà khí;

5 Cửa hút; 6 Khoang hộp trục cơ

7 Thân máy; 8 Cửa nạp ( Quét );

9 Xi lanh

Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ xăng 2 kỳ

1.6.4 Động cơ Diezen 2 kỳ

1 Sơ đồ cấu tạo:( Hình 1.10)

b) Kỳ thứ hai) a) Kỳ thứ nhất

Hình 1.10 Sơ đồ cấu tạo động cơ điêzen 2 kỳ và nguyên lý làm việc

1 Ống hút; 2 Bánh bơm của bơm nén; 3 Piston;

4 Xupáp xả; 5 Vòi phun; 6 Ống góp xả; 7.Khoang khí nén; 8 Cửa nạp ( quét)

Động cơ dùng bơm nén, nén không khí vào xi lanh và quét khí thải ra ngoài.Hai van xả bố trí trên nắp máy mở cùng một lúc, mở trước và đóng sau cửa nạp

+Kỳ thứ nhất ( xả, quét nạp và nén không khí, phun nhiên liệu )

Piston đi ĐCD lên ĐCT Ban đầu xupáp xả và cửa nạp cùng đang mở, bơmnén, nén không khí sạch vào xi lanh đồng thời quét đẩy nốt khí thải của chu trìnhtrước ra ngoài Khi xupáp xả đóng và piston đóng kín cửa nạp, không khí sạch bắtđầu được nén lại Quá trình nén kết thúc khi piston lên tới ĐCT

+Kỳ thứ hai ( cháy giãn nở, xả, quét nạp khí mới ):

Khi piston lên tới gần ĐCT nhiên liệu được phun vào buồng đốt với áp suất caohoà trộn với không khí thành khí hỗn hợp và tự bốc cháy, giãn nở tạo áp suất caođẩy piston đi xuống làm quay trục khuỷu Khi piston đi đến gần ĐCD, xupáp xả mở,khí thải được thoát ra ngoài Sau đó piston mở cửa nạp không khí được bơm nén nạpvào xi lanh đồng thời quét đẩy tiếp khí thải ra ngoài.

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG PHÁT LỰC

2.1 Nhóm các chi tiết cố định.

2.1.1 Nắp máy

* Nhiệm vụ:

- Đóng kín xilanh, cùng với đỉnh piston và thành xi lanh tạo thành buồng đốt

- Là nơi gá lắp các cụm chi tiết của cơ cấu phân phối khí, bugi đánh lửa hoặc vòiphun, bugi sấy ( động cơ Diezen )

* Điều kiện làm việc:

- Chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn, ăn mòn hóa học, chịu nén do lực siết các bulông bắtchặt

- Vật liệu: Được đúc bằng gang, đối với động cơ xăng thường làm bằng hợp kimnhôm

* Cấu tạo ( hình2.1; hình 2.2)

- Loại động cơ làm mát bằng gió các xi lanh được chế tạo rời từng chiếc

mỗi xi lanh có một nắp máy

- Loại động cơ làm mát bằng nước trong nắp máy có đúc các khoang cho nước lưuthông để tản nhiệt.

- Theo kiểu bố trí xupáp nắp máy có 2 dạng: L, I ( hình 2.1)

- Ở động cơ Diezen buồng cháy có kết cấu phức tạp hơn nhằm thích ứng với lượng

và hình dáng chùm tia phun đồng thời tạo xoáy lốc mạnh trong quá trình hoà trộngiữa nhiên liệu và không khí Một số động cơ có kết cấu buồng đốt bố trí trên đỉnhpiston số còn lại được bố trí trên nắp xi lanh

- Buồng đốt động cơ Diezen có hai loại: Buồng đốt thống nhất, buồng đốt phân cách+ Buồng đốt thống nhất: (hình 2.3)

Gồm khoảng không gian duy nhất được bố trí trên đỉnh piston, kết cấu nắp xi

động cơ có tỷ số nén cao và áp suất lớn (buồng đốt động cơ Diezen SKODA,KAMAZ, D – 18, D -240 … )

+Buồng đốt phân cách:

Gồm hai khoảng không gian riêng biệt gọi là buồng cháy phụ và buồng cháychính Buồng đốt phụ bố trí trên nắp xi lanh Buồng đốt chính và phụ liên hệ vớinhau bằng các đường thông hẹp Có 3 loại buồng cháy phân cách:

Hình 2.2 Cấu tạo nắp máy( động cơ 4 xi lanh, trục cam bố trí trên nắp máy )

Hình 2.3 Buồng cháy thống nhất

+Buồng đốt xoáy lốc :( hình2.4a)

Buồng đốt phụ có dạng hình cầu bố trí trên nắp máy hay bên cạnh xi lanh liên

hệ với buồng cháy chính bằng đường thông tiếp tuyến Đặc điểm tạo xoáy lốc mạnhhoà trộn tốt nhiên liệu và không khí, áp suất phun thấp nhưng tổn thất nhiệt lớn, khókhởi động, tiêu hao nhiên liệu

+ Buồng đốt trước :( hình 2.4b)

Thể tích buồng đốt phụ khoảng 30% thể tích toàn bộ buồng đốt Nhiên liệuđược phun vào buồng đốt phụ trước và khoảng 1/3 lượng nhiên liệu bốc cháy trước,làm tăng áp suất và nhiệt độ trong buồng đốt phụ và làm bốc hơi số nhiên liệu chưacháy kịp nhờ đó sinh ra lực đẩy toàn bộ nhiên liệu này ra buồng đốt chính và tại đâynhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn

Đặc điểm: áp suất phun thấp và dùng được vòi phun một lỗ nhưng tổn thấtnhiệt lớn, tiêu hao nhiều nhiên liệu và khó khởi động động cơ

a)

b) Hình 2.4 Buồng cháy phân cách

a) Buồng cháy xoáy lốc b) Buồng cháy truớc

+Buồng cháy năng lượng :( hình2.5)

Buồng năng lượng (chứa gió) chiếm khoảng 20% thể tích chung Nhiên liệuphun qua buồng đốt chính, chui vào buồng B, C, nhiên liệu cháy trong hai buồngnày làm tăng áp và đẩy mạnh hỗn hợp cháy ra buồng chính A tạo xoáy lốc mạnhnhiên liệu hoà trộn tốt và cháy trọn vẹn

- Giữa nắp máy và thân máy có đệm làm kín bằng amiang có độ bền, chịu nhiệt độcao và mềm dẻo

* Điều kiện làm việc

- Chịu toàn bộ trọng lượng các chi tiết lắp trên đó, đồng thời chịu tác dụng của lựckhí thể biến đổi theo chu kỳ, có trị số lớn gây rung động và va đập

- Chịu nhiệt độ cao của khí cháy

Vật liệu chế tạo: Yêu cầu vật liệu phải bền, cơ tính cao, nhẹ, chịu nhiệt vàtruyền nhiệt tốt Thường được đúc bằng hợp kim nhôm ( động cơ xăng, công suấtnhỏ) hoặc bằng gang hợp kim ( động cơ Diezen)

* Cấu tạo ( hình 2.6)

- Thân máy có loại làm liền với xi lanh có loại làm rời xi lanh Trong thânmáy loại xi lanh liền có các lỗ xi lanh được gia công chính xác và mài bóng Hiệnnay động cơ thường có thân máy được làm rời với xi lanh Trong thân máy loại này

có các lỗ để lắp các ống xi lanh ( sơ mi xi lanh ) Xung quanh xi lanh có áo nước làmmát

- Phía dưới có các vách ngăn, ổ đỡ để lắp trục khuỷu, gọi là các ổ trục chính.Nắp của các ổ trục chính được lắp với thân bằng 2 bu lông Trong thân động cơ với

đường dầu dẫn tới các ổ trục chính, ổ trục cam, tới nắp máy để bôi trơn các chi tiếtchuyển động gá lắp trên đó.

- Đối với động cơ làm mát bằng gió mặt ngoài thân vùng bao quanh các xi lanh cócác cánh tản nhiệt, loại này thường làm bằng hợp kim nhôm

- Phía trên thân máy được gia công phẳng, nhẵn có gia công các lỗ ren để bắt các gugiông, các lỗ dẫn dầu bôi trơn, lỗ dẫn nước từ thân máy lên nắp máy

- Phía dưới có mặt phẳng liên kết với các te ( đáy máy) chứa dầu

- Phía trước lắp bánh răng hộp phân phối phía sau liên kết với vỏ bánh đà

- Thân máy còn có các bích để lắp các tai bắt liên kết với khung xe

Hình2.6 Thân máy động cơ 6 xi lanh thẳng hàng 2.1.3 Lót xi lanh

* Nhiệm vụ

- Cùng với piston và nắp máy tạo thành buồng đốt và là nơi để dẫn hướng chopiston chuyển động lên, xuống

* Điều kiện làm việc

- Chịu lực nén biến đổi của khí cháy, chịu lực ngang tác dụng biến đổi của pistontrong quá trình chuyển động

- Chịu ma sát mài mòn với vòng găng, piston

- Chịu nhiệt độ cao do khí cháy tạo ra và sự ăn mòn hoá học

- Khả năng bôi trơn kém

* Phân loại Lót xi lanh có 2 loại:

- Lót xi lanh khô ( hình 2.7.c )

- Lót xi lanh ướt ( hình 2.7.b )

* Cấu tạo ( hình 2.7.a )

- Là một ống bằng vật liệu chịu nhiệt, có khả năng chịu mài mòn cao, truyền nhiệttốt, không bị biến dạng, thường được làm bằng gang hợp kim crôm – niken Đườngkính phía ngoài được gia công chính xác để lắp ghép với lỗ trên thân máy, lỗ trong

xi lanh được gia công chính xác và đánh bóng gọi là mặt gương Phía trên xi lanhchế tạo có vai để định vị khi lắp với thân

- Ống lót xi lanh được ép chặt vào lỗ gia công chính xác trên thân máy Thân máybằng hợp kim nhôm thường dùng lót xi lanh bằng gang hợp kim

a) b) c)

+Độ cứng vững cao, có thành mỏng, không gây rò rỉ

+Gờ của lót xi lanh nhô lên khỏi bề mặt lắp ghép của thân máy từ 0.02  0.03

+Độ cứng vững kém, ống lót dày, dễ rò rỉ nước và phải có đệm làm kín

+Vai gờ của lót xi lanh nhô cao khỏi bề mặt thân từ 0,03  0,1 mm

+Hiệu quả làm mát tốt, được sử dụng rộng rãi, nhất là trong động cơ Diêzen,khi mòn hỏng có thể thay thế dễ dàng

2.1.4 Đáy dầu

* Nhiệm vụ

- Bao kín khoang hộp trục khuỷu

- Chứa dầu bôi trơn cho động cơ

- Được lắp ghép với phía dưới thân máy nhờ các bulông, ở giữa có đệm làm kín đểtránh rò rỉ dầu Đáy máy có nút xả dầu, có gắn nam châm để lọc các mạt sắt lẫntrong dầu bôi trơn.

2.2 Nhóm các chi tiết chuyển động

2.2.1 Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

* Nhiệm vụ và sơ đồ cấu tạo chung

- Dẫn động các cơ cấu và hệ thống khác của động cơ

- Nhận và truyền áp lực ở kỳ nổ cho thanh truyền làm trục khuỷu quay.

- Nhận lực đẩy và lực kéo của trục khuỷu - thanh truyền để thực hiện các kỳ hút,nén, xả

- Cùng với vòng găng, xi lanh, nắp máy làm kín buồng đốt

- Đóng, mở các cửa hút, nạp, xả ở động cơ xăng 2 kỳ và đóng, mở cửa nạp ở động

cơ Diêzen 2 kỳ

* Điều kiện làm việc

- Chịu áp lực cao, nhiệt độ cao, biến đổi theo chu kỳ của khí cháy trong xi lanh

- Chịu lực quán tính lớn và biến đổi

- Bị va đập do chịu lực biến đổi lớn

- Bị ăn mòn hoá học, bị mài mòn do ma sát với vòng găng, chốt piston, xi lanh

- Vật liệu chế tạo:

+ Thường làm bằng hợp kim nhôm silic

+Động cơ Diêzen có một số được chế tạo bằng gang

*Cấu tạo (hình 2.10)

Piston gồm 3 phần: đỉnh (A), đầu(B) và đuôi(C) ( phần dẫn hướng)

- Đỉnh piston: Hình dáng của đỉnh piston phù hợp với hình dáng buồng cháy Có badạng thường dùng:

+Đỉnh bằng:(hình c; hình) dùng nhiều cho động cơ xăng và điêzen có buồngcháy trước và buồng cháy xoáy lốc; đơn giản, dễ chế tạo, diện tích truyền nhiệt bé,phải có gân tăng cường chịu lực dưới đỉnh

+Đỉnh lồi:( hình) Độ cứng vững cao, không cần gân tăng cường Tạo ra xoáylốc nhẹ ở kỳ nạp, bề mặt chịu nhiệt lớn, chế tạo khó

+Đỉnh lõm:( hìnhc ) Thường lắp trên động cơ Diezen Buồng đốt trên đỉnhpiston có dạng omega, chỏm cầu … Có tác dụng tạo xoáy lốc khi pitton đi lên nénkhông khí trong buồng đốt

- Trên đỉnh piston có:

+ Dấu mũi tên chỉ chiều lắp nghép vào xilanh

+ Dấu nhóm kích thước, trọng lượng, OTK

+ Phần lõm không cho xupáp chạm vào ( một số loại piston )

Hình Cấu tạo piston

A Đỉnh piston; B Đầu piston; C Đuôi; D

Lỗ chốt piston; E Rãnh lắp vòng hãm; G Phần lõm bệ chốt; H Chốt piston

1.Gân tăng cường; 2 Rãnh thoát dầu; 3.Bệ chốt;

4 Rãnh lắp vòng găng dầu; 5 Rãnh lắp vòng găng hơi; 6 Phần lõm của buồng đốt; 7 Rãnh chắn nhiệt; 8 Vòng hãm

Hình Buồng đốt với đỉnh piston khác nhau1.3 đỉnh bằng; 2 đỉnh lõm; 3 đỉnh lồi

Một số động cơ cỡ lớn đầu piston có xẻ rãnh chắn nhiệt ngay trên vòng găngthứ nhất (hình 3.24).70% nhiệt lượng truyền từ phần đầu piston qua các vòng găngtới thành xi lanh

Đuôi piston: ( phần dẫn hướng )

+Tính từ phần rãnh vòng găng cuối cùng trở xuống, dùng để dẫn hướng pistontrong xi lanh, có dạng ôvan Phần này có:

+Bệ chốt (D) được làm lồi ở mặt trong để tăng độ cứng vững và tâm lỗ bệ chốtđược làm lệch với đường tâm piston về phía trái ( chiều piston đi lên ) để giảm sự vađập của piston vào thành xi lanh

+ Để tránh bó kẹt khi piston làm việc và giảm tiếng ồn do piston va đập vàothành xi lanh khi nhiệt độ cao, đuôi piston được chế tạo có dạng ô van, trục nhỏcủa ô van trùng với đường tâm bệ chốt và được vát bớt phần kim loại tại bệchốt( hình) Cũng có loại piston để hạn chế giãn nở của phần đầu và phân đuôingười ta đúc một thanh thép bao quanh phần trên của bệ chốt.(hình)

+ Ở động cơ hai kỳ có chốt hãm miệng vòng găng đặt ở rãnh lắp vòng găng + Piston có độ côn, đỉnh piston có kích thước nhỏ hơn phần đáy

+ Một số piston đáy có xẻ rãnh hình chữ T,  để phòng piston giãn nở bị bókẹt piston trong xilanh (hình)

+ Một số động cơ có tay biên ngắn phía dưới phần dẫn hướng có các vát đểtránh va vào đối trọng, má khuỷu

+ Một số động cơ lớn phần dẫn hướng có tiện thêm một rãnh vòng găng dầu

Hình Piston có rãnh chắn nhiệt Hình Đường tâm lỗ bệ chốt

và rãnh phòng giãn nở lệch đường tâm Piston và lỗ khoan

ở rãnh vòng găng dầu

Hình Piston có Hình Đuôi piston có dạng ô van khi

thanh thép đúc bên trong để nguội, khi nóng sẽ giãn nở thành tròn

- Vòng găng dầu: gạt dầu về các te, ngăn không cho dầu bôi trơn sục lên buồng đốt.

- Truyền nhiệt từ đầu piston ra thành xi lanh để làm mát piston

* Điều kiện làm việc:

Vòng găng làm việc trong điều kiện rất khắc nghiệt:

- Chịu nhiệt độ cao và ăn mòn hoá học của khí cháy

- Chịu áp lực lớn và biến thiên làm vòng găng va đập với rãnh của vòng găng

- Chịu lực ma sát với thành xi lanh khi chuyển động và điều kiện bôi trơn kém

* Vật liệu chế tạo:

- Vòng găng được chế tạo bằng gang hợp kim Niken, môlípđen

- Mặt ngoài của vòng găng khí số 1 của một số động cơ được mạ Crôm để tăng khảnăng chống mài mòn

* Cấu tạo :

Vòng găng khí (hơi):

- Có dạng hình vành khăn được xẻ miệng để có thể banh rộng khi lắp vào rãnh vònggăng trên piston và bóp nhỏ lại khi cùng piston lắp vào xi lanh Vòng găng khí đượcchế tạo với nhiều tiết diện khác nhau, áp lực lên xi lanh từ 2  6 at để bao kínbuồng đốt (hình)

+ Tiết diện hình chữ nhật:( hình A) Phần lớn vòng găng có mặt cắt hình chữnhật, diện tích bề mặt tiếp xúc với thành xi lanh lớn, áp lực lên thành xi lanh nhỏ nênchống mài mòn tốt, tuổi thọ cao thường lắp ở rãnh số 1 (trên cùng) Để tăng khảnăng chống mài mòn đa số vòng găng lắp rãnh số 1 được mạ Crôm

+ Tiết diện vát cạnh hình thang: Diện tích tiếp xúc nhỏ, áp suất với thành xilanh lớn, khả năng bao kín buồng đốt tốt, tuy nhiên bị mòn nhanh, tuổi thọ thấp, chỉlắp ở rãnh số 2.( hình B )

+ Tiết diện vát côn dạng mũi dao ( hình C ): Cạnh sắc của vòng găng quayxuống dưới, tiếp xúc với thành xi lanh dạng đường, áp lực với thành xi lanh lớn, khả

trình làm việc khác nhau của piston: Ở hành trình piston đi xuống cạnh sắc có khảnăng gạt dầu, trải đều lớp dầu do vòng găng dầu để lại, tạo thành lớp đầu mỏng trênthành xi lanh Hành trình đi lên cạnh trên của vòng găng không tiếp xúc với thành xilanh mà trượt trên lớp dầu do nó rải lên

+Tiết diện vát lõm góc trong phía trên ( hình D )

+Tiết diện vát lõm góc dưới mặt ngoài ( hình E )

Hình Cấu tạo vòng găng khí

- Hai loại vòng găng D, E khi nắp vào xi lanh các rãnh vát làm mất thăng bằng lựcbung ra của vòng găng tạo ra một lực uốn xoắn làm góc trên của vòng găng nghiêngvào trong không cọ vào thành xi lanh, có tác dụng làm kín khí và gạt dầu tốt ở kỳnén và ở kỳ nổ, áp suất lớn tác động lên xéc măng từ trên xuống và từ trong ra,thắng được lực uốn xoắn do các rãnh vát tạo nên làm xéc măng nằm ở vị trí cânbằng ép sát vào thành xi lanh và đáy rãnh nhờ vậy buồng đốt được bao kín tốt

Hình Tác động của vòng găng khí có vát cạnhtrong các kỳ làm việc của động cơ

Vòng găng dầu: ( hình)

- Vòng găng khí chỉ có khả năng bao khí buồng đốt mà không có khả năng gạt dầu,ngăn dầu sục vào buồng đốt Ngược lại vòng găng khí có tác dụng như một bơmdầu, bơm dầu vào buồng đốt Điều này được giải thích trên hình ( hình)

Hình Sự bơm dầu của các vòng găng khí

- Vì vậy cần có vòng găng dầu để gạt dầu tránh dầu nhờn sục lên buồng đốt Vòng

- Có hai loại vòng găng dầu: loại đơn và loại tổ hợp:

+Trên vòng găng dầu đơn cấu tạo một mảnh có phay rãnh liên tục ở phía ngoài

và các rãnh thoát dầu cách đều suốt chu vi vòng găng Phần dầu do vòng găng gạt bịdồn vào trong rãnh của vòng găng sẽ qua các lỗ hoặc rãnh hướng tâm rồi qua lỗ trênthân piston trở về đáy các te.( hình a )

+Vòng găng dầu tổ hợp ( khép) gồm có hai vòng găng chồng lên nhau, ở giữa

có vòng giãn nở, rãnh thoát dầu nằm ở giữa hai vòng găng.( hình )

2.2.4 Chốt piston

* Nhiệm vụ:

- Là chi tiết nối giữa piston và thanh truyền được lắp vào đầu nhỏ của thanh truyền

và lỗ bệ chốt của piston

* Điều kiện làm việc:

- Chịu lực uốn biến đổi theo chu kỳ

- Chịu ma sát và va đập với bệ chốt và bạc đầu nhỏ thanh truyền

* Cấu tạo (hình d, hình )

- Chốt piston có kết cấu là ống trụ rỗng, vát mép hai đầu Thường làm bằng thépthấm cacbon, thép hợp kim 15X; 25XH, được gia công cơ khí chính xác và màibóng

* Phương pháp lắp ghép: có ba phương pháp lắp ghép chốt với bệ chốt và đầu nhỏthanh truyền (hình)

- Lắp cố định với bệ chốt bằng bu lông ( hình a )

+Chốt được cố định vói bệ chốt bằng bu lông

+Ưu điểm: bệ chốt làm dài để giảm áp lực lên bệ chốt

+Nhược điểm: Chốt mòn không đều, độ cong lớn, trọng lượng piston tăng

- Lắp cố định với đầu nhỏ thanh truyền ( hình b)

+Chốt được cố định với đầu nhỏ thanh truyền bằng bu lông

+Ưu điểm: Giảm chiều dài đầu nhỏ thanh truyền, không cần bôi trơn đầu nhỏ

+Ưu điểm: Chốt được mài mòn đều, ít bị uốn cong hơn

+Nhược điểm: Phát sinh tiếng gõ chốt với bệ chốt khi động cơ nóng

* Dịch chỉnh chốt piston:

- Phản lực của khí thể luôn có xu hướng ép sát piston về một phía của thành xi lanh,mỗi lần piston đổi chiều lại một lần lực này đổi hướng Do đầu piston và thành xilanh có khe hở nên ở kỳ nổ đầu piston từ phải đập sang trái mạnh gây nên tiếng gõpiston với thành xi lanh ( hình)

Để khắc phục piston được chế tạo lỗ chốt lệch tâm đối với đường tâm củapistosn về phía trái (xem phần cấu tạo piston hình) Như vậy khi piston ở ĐCT đầupiston gục sang phải và đuôi piston ép vào thành bên trái Khi piston đi xuống, đầu

sẽ đập sang trái sau khi đuôi nó đã ép sát về phía này nên tiếng gõ giảm đi rất nhiều

Hình Tác dụng dịch chỉnh chốt piston

a, b, c Tác dụng của lực F lên piston khi piston lên, xuống qua ĐCT

d, e Đuôi piston ép sang trái khi tâm lỗ bệ chốt lệch trái2.2.5 Thanh truyền