Các cơ cấu và các hệ thống của động cơ đốt trong

Thân máy và nắp máy gồm hai khối riêng nhưng thân máy có thể liền hoặc gồm nhiều phần ghép lại với nhau 2.1.1.2 THÂN MÁY 2.1.1.2.1 Nhiệm vụ Thân máy dùng để lắp các cơ cấu và hệ thống củ

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU ĐỘNG CÁC CƠ CẤU VÀ HỆ THỐNG

2.1 CƠ CẤU TĨNH

2.1.1 THÂN MÁY VÀ NẮP MÁY

2.1.1.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Thân máy và nắp máy là khung xương quan trọng để lắp tất cả các cơ cấu và hệ thống của động cơ

Thân máy và nắp máy gồm hai khối riêng nhưng thân máy có thể liền hoặc gồm nhiều phần ghép lại với nhau

2.1.1.2 THÂN MÁY

2.1.1.2.1 Nhiệm vụ

Thân máy dùng để lắp các cơ cấu và hệ thống của dộng cơ

2.1.1.2.2 Cấu tạo

Thân xy lanh của động cơ làm mát bằng nước có cấu tạo khoang chứa nước làm mát, khoang này được gọi là áo nước

Xy lanh được lắp trong thân xy lanh, có dạng hình ống, mặt trụ bên trong được gia công có độ chính xác cao Xy lanh có thể làm rời hoặc đúc liền với thân xy lanh

2.1.1.3 NẮP MÁY

2.1.1.3.1 Nhiệm vụ

Nắp máy cùng với xy lanh và đỉnh piston tạo thành buồng cháy của động cơ

Nắp máy còn dùng để lắp các chi tiết và cụm chi tiết như bugi hoặc vòi phun, một số chi tiết của cơ cấu phân phối khí, để bố trí các đường ống nạp – thải, áo nước làm mát hoặc cánh tản nhiệt

2.1.1.3.2 Cấu tạo

Nắp máy động cơ làm mát bằng nước dùng cơ cấu phân phối khí xupap treo có cấu tạo phức tạp do phải cấu tạo áo nước làm mát, cấu tạo đường ống nạp, thải và các lỗ lắp các xupap Nắp máy động cơ làm mát bằng không khí dùng cơ cấu phân phối khí xupap đặt hoặc động cơ hai kỳ thường có cấu tạo đơn giản hơn

Nắp máy được bắt chặt với thân máy bằng bu-lông hoặc vít cấy

Cấu tạo nắp máy tùy thuộc vào từng loại động cơ nhưng nhìn chung tất cả các nắp máy đều có: Buồng đốt, các lỗ nạp và xả và mặt phẳng lắp ghép với thân máy,…

Nắp máy có thể chế tạo liền thành một khối cho tất cả các xy lanh hoặc riêng cho từng xy lanh

Giữa nắp máy và thân máy phải có đệm làm kín bằng a-mi-ăng hoặc bằng đồng

Cấu tạo nắp máy còn tùy thuộc vào cách làm mát: đối với động cơ làm mát bằng gió thì trên nắp máy có cánh tản nhiệt, đối với động cơ làm mát bằng nước thì trên nắp máy có họng nước 2.1.2.3 Điều kiện làm việc

Chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn, ăn mòn hóa học, chịu nén do lực siết bu-lông nắp máy

Vật liệu làm nắp máy bằng gang đối với động cơ Diesel, bằng hợp kim nhôm đối với động cơ xăng

2.1.2 CAC – TE

2.1.2.1 Nhiệm vụ

Bao kín khoang hộp trục khuỷu, chứa dầu bôi trơn cho động cơ

2.1.2.2 Cấu tạo

Có dạng hộp, thường được dập bằng thép lá, bằng plastic, hay đúc bằng hợp kim nhôm, bên trong có ngăn để khi xe chạy trên đường dốc, phanh xe hay tăng tốc dầu không dồn về phía trước

Được lắp ghép phía dưới thân máy nhờ các bu-lông, ở giữa có đệm làm kín để tránh rò rỉ dầu Đáy dầu có nút xả dầu, có gắn nam châm để giữ các mạt sắc lẫn trong dầu bôi trơn

2.2 CƠ CẤU ĐỘNG

2.2.1 PISTON

2.2.1.1 Vai trò

Vai trò chủ yếu của piston là cùng với các chi tiết khác như xy lanh, nắp xy lanh bao kín tạo thành buồng cháy, đồng thời truyền lực của khí thể cho thanh truyền để nén khí Ngoài ra ở một số động cơ 2 kỳ, piston còn so nhiệm vụ đóng mở các cửa nạp và thải của cơ cấu phân phối khí

2.2.1.2 Điều kiện làm việc

Điều kiện làm việc của piston rất khắc nghiệt, cụ thể là:

tải trọng cơ học lớn và có chu kỳ,

áp suất lớn, có thể đến 120 kg/cm2,

tải trọng nhiệt cao: do tiếp xúc trực tiếp với khí cháy có nhiệt độ 2200 – 28000K nên nhiệt độ piston có thể đến 500 – 8000K Do nhiệt độ cao piston bị giảm sức bền, bó kẹt, nứt, làm giảm

hệ số nạp, gậy kích nổ…

ma sát lớn và ăn mòn hóa học: do có lực ngang N nên giữa piston và xy lanh có ma sát lớn Điều kiện bôi trơn tại đây rất khó khăn, thông thường chỉ bằng vun té nên khó bảo đảm bôi

trơn hoàn hảo Mặc khác do thường xuyên tiếp xúc trực tiếp với sản vật cháy có các chất ăn mòn như các hơi axit nên piston còn chịu ăn mòn hóa học

2.2.1.3 Vật liệu chế tạo

Gang, thép, hợp kim nhôm

2.2.1.4 Kết cấu

Để thuận lợi phân tích kết cấu, có thể chia những piston thành những phần như đỉnh, đầu và chân piston, mỗi phần đều có nhiệm vụ riêng và những đặc điểm kết cấu riêng

- Đỉnh piston: có nhiệm vụ cùng với xy lanh, nắp xy lanh tạo thành buồng cháy Về mặt kết cấu có các loại piston sau: đỉnh bằng, đỉnh lồi, đỉnh lõm, đỉnh chứa buồng đốt

- Đầu piston: đường kín đầu piston thường nhỏ hơn đường kín thân vì thân là đường dẫn hướng của piston Kết cấu đầu piston phải bảo đảm những yêu cầu sau: bao kín tốt cho buồng cháy, tản nhiệt tốt cho piston, sức bền cao, chiều cao h cảu thân, vị trí tâm chốt đươc bố trí sao cho piston và xy lanh mòn đều và đồng thời giảm va đập khi piston đổi chiều, chống bó kẹt piston

- Chân piston: chân có vành đai để tăng độ cứng vững Mặt trụ a cùng với mặt đầu chân piston là chuẩn công nghệ khi gia công là nơi điều chỉnh trọng lượng piston sao cho đồng đều giữa các xy lanh Đọ sai lệch về trọng lượng đối với động cơ oto máy kéo không quá 0,2 – 0,6% còn ở động cơ tỉnh tại và tàu thủy giới hạn này là 1 – 1,5% 2.2.2 CHỐT PISTON

2.2.2.1 Vai trò

Chốt piston là chi tiết nối piston và thanh truyền Tuy có kết cấu đơn giản nhưng chốt piston

có vai trò rất quan trọng để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường của động cơ

2.2.2.2 Điều kiện làm việc

Chốt piston chịu lực va đập, tuần hoàn, nhiệt độ cao và điều kiện bôi trơn khó khăn

2.2.2.3 Vật liệu chế tạo

Chốt piston thường được chế tạo từ thép cacsbon và thép hợp kim có các thành phần hợp kim như crom, manggan với thành phần cacbon thấp Để tăng độ cứng cho bề mặt – tăng sức bền mỏi – chốt được thấm than, xianua, hoặc tôi cao tần và được mài bóng

2.2.2.4 Kết cấu

2.2.3 XEC – MĂNG

2.2.3.1 Vai trò

Xec măng khí làm nhiệm vụ bao kín tránh lọt khí, còn xec măng dầu ngăn dầu bôi trơn từ hộp trục khuỷu sục lên buồng cháy

2.2.3.2 Điều kiện làm việc

Cũng như piston, xec măng chịu tải trọng cơ học lớn, nhất là xec măng đầu tiên

Cụ thể là áp suất của khí cháy rất lớn như đã trình bày ở phần điều kiện làm việc của piston, ngoài ra xec măng còn chịu lực quán tính lớn, có chu kỳ và va đập Đồng thời, phải kể đến nhiệt đọ cao, ma sát lớn, ăn mòn hóa học và ứng suất uốn ban đầu khi lắp ráp xec măng vào rãnh ở piston

2.2.3.3 Vật liệu chế tạo

Một yêu cầu rất quan trọng đối với vật liệu chê staoj xec măng là phải bảo đảm độ đàn hồi ở nhiệt dộ cao và chịu mòn tốt Hầu như xec măng được chế tạo bằng gang xám pha hợp kim Vì xec mang đầu tiên chịu điều kiện làm việc khắc nghiệt nhất nên ở một số động cơ xec măng khí đầu tiên, dduocj mạ crom xốp có chiều dày 0,03 – 0,04 mm có thể tăng tuổi thọ của xec măng này lên 3 đến 3,5 lần

2.2.3.4 Kết cấu

2.2.4 Thanh truyền

2.2.4.1 Vai trò

Thanh truyền là chi tiết nối giữa piston và trục khuỷu

2.2.4.2 Điều kiện làm việc

Thanh truyền chịu lực khí thể, lực quán tính của nhóm piston và lực quán tính của bản thân thnah truyền Các lực trên đều là các lực tuần hoàn và đập

2.2.4.3 Vật liệu chế tạo

Đối với động cơ tĩnh tại và động cơ tàu thủy tốc độ thấp, người ta dùng thép cacbon hoặc thép cacbon trung bình như C30, C35, C45 Đối với động cơ oto máy kéo và động cơ tàu thủy cao tốc, người ta dùng thép cacbon trung bình như C40, C45 hoặc thép hợp kim crom, niken Còn đối với động cơ cao tốc và cường hóa như động cơ oto du lịch, xe đua … người ta dùng thép hợp kim đặc biệt có nhiều thành phần hợp kim như mawnggan, niken, vonphram,…

2.2.4.4 Kết cấu

2.2.5 Bu lông thanh truyền

2.2.5.1 Vai trò

Tr15

2.2.5.2 Điều kiện làm việc

Tr15

2.2.5.3 Vật liệu chế tạo

2.2.5.6 Kết cấu

Tr17

2.2.6 Trục khuỷu

2.2.6.1 Vai trò

2.2.6.2 Điều kiện làm việc

2.2.6.3 Vật liệu chế tạo

2.2.6.4 Kết cấu

2.2.7 Bánh đà

2.2.7.1 Vai trò

2.2.7.2 Điều kiện làm việc

2.2.7.3 Vật liệu chế tạo

2.2.7.4 Kết cấu

2.3 CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ

2.3.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI

2.3.1.1 Công dụng

2.3.1.2 Yêu cầu

2.3.1.3 Phân loại

2.3.2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ

2.3.2.1 Cơ cấu phân phối khí kiểu xupap đặt

2.3.2.2 Cơ cấu phân phối khí kiểu xupap treo

2.3.3 CẤU TẠO CÁC CHI TIẾT CHỦ YẾU CỦA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ 2.3.3.1 TRỤC CAM

2.3.3.1.1 Công dụng

2.3.3.1.2 Cấu tạo

2.3.3.1.3 Vật liệu chế tạo và phương pháp tạo phôi

2.3.3.2 CON ĐỘI

2.3.3.2.1 Công dụng

2.3.3.2.2 Cấu tạo và vật liệu

2.3.3.2.3 Phân loại

2.3.3.4 ĐŨA ĐẨY

2.3.3.5 ĐÒN ĐẨY (CÒ MỔ)

2.3.3.5.1 Công dụng

2.3.3.5.2 Cấu tạo và vật liệu

2.3.3.6 XUPAP

2.3.3.6.1 Công dụng

2.3.3.6.2 Cấu tạo

2.3.3.7 ỐNG DẪN HƯỚNG XUPAP 2.3.3.7.1 Công dụng và vật liệu

2.3.3.7.2 Cấu tạo

2.3.3.8 LÒ XO XUPAP

2.3.3.8.1 Công dụng và vật liệu

2.3.3.8.2 Cấu tạo

2.4 HỆ THỐNG BÔI TRƠN

2.5 HỆ THỐNG LÀM MÁT

2.6 HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU