Câu 1: Các chế độ nội dung tính tốn bền chi tiết động 5.1 C¸c chÕ độ tính toán động Các chế độ làm việc (phụ tải, số vòng quay) động thay đổi phạm vi rộng tải trọng (tải học, ứng suất nhiệt, dao động ) tác dụng lên chi tiết thay đổi trị số thời gian tác dụng Khi lựa chọn trạng thái làm việc để tính toán sức bền chi tiết, ngời ta thờng giả thiết trạng thái làm việc ĐC ổn định Đồng thời phải chọn chế độ mà chi tiết chịu tải trọng lớn (tải học, ứng suất nhiệt, dao động ) Phụ tải thay đổi gây tợng phá hỏng mỏi chi tiết Do vậy, phần lớn chi tiết ĐC đợc tính toán theo SB mỏi Tình hình chịu lực chi tiết phức tạp nên việc lựa chọn trạng thái làm việc gây ứng suất nguy hiểm khó khăn Trên sở đảm bảo SB hợp lý thờng chọn trạng thái làm việc sau để tính toán: - Trạng thái chịu mô men xoắn lớn (Me max; nM) - Trạng thái công suất lớn (Ne max; nN) - Trạng thái tốc độ cho phép lớn (Me =0; nmax) * Trạng thái chịu mô men xoắn lớn (Me max; nM): áp suất khí thể lớn nhất, lực quán tính bé tốc độ (n - vg/ph) nhỏ; thờng gặp khởi động xe chở nặng lên dốc cao Khi tính toán thờng bỏ qua Pj coi Pkt đạt giá trị lớn (pzmax) ĐCT (=0) * Trạng thái công suất lớn (Nemax; nN): trạng thái ĐC phát công suất lớn nhất; thờng dùng để tính toán ứng suất tổng hợp Pj Pkt sinh Với ĐC diesel đợc tính toán chế độ công suất định mức NN * Trạng thái tốc độ cho phép lớn (Me=0; nmax): trạng thái có lực Pj, ứng với tốc độ lớn đợc hạn chế điều tốc Khi tính toán thờng bỏ qua Pkt Ngoài ra, tuỳ theo điều kiện làm việc chi tiết chế độ làm việc cần kiểm tra phụ tải nhiệt tợng dao động cộng hởng (nhất với trục khuỷu) Hình 5.1 Đặc tính động chế độ tính toán thờng dùng a) Động xăng b) Động diesel 5.2 Phơng pháp tính toán SB chi tiết Do đặc điểm thiết kế chi tiết ĐC xác định hình dạng-kích thớc trớc sau tiến hành TT sức bền, biến dạng phần lớn phép tính ®Ịu mang tÝnh kiĨm nghiƯm Khi TT ph¶i dïng rÊt nhiều giả thiết nguyên nhân sau: - Sự phức tạp hình dạng chi tiết phân bố lực - Khó xác định xác trạng thái làm việc, tình trạng chịu lực thực tế chi tiết - Khó xác định xác ảnh hởng tải trọng động - Khó xác định quy luật phân bố ứng suất tiết diện tính toán - Khó xác định ứng suất nhiệt, nhng A.hởng lớn ®Õn søc bỊn - Trong thùc tÕ TT, Ýt kĨ đến độ cứng vững chi tiết máy (mặc dù độ cứng vững quan không SB) Phần lớn chi tiết Đ.cơ chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ gây tợng phá huỷ mỏi cđa vËt liƯu TT søc bỊn c¸c chi tiÕt thêng dïng PP tÝnh SB mái ®Ĩ kiĨm tra điều kiện làm việc chi tiết Giới hạn mỏi: lµ øng st lín nhÊt mµ vËt liƯu cã thĨ chịu đựng mà không bị phá hỏng số chu kỳ tác dụng quy định (10 108 chu kỳ) Ký hiệu: -1 -1 Khi chịu tải trọng theo chu trình đối xứng (max/ min=1)(chu trình nguy hiĨm nhÊt) quan hƯ kinh nghiƯm: +ThÐp cã σb=300 ÷ 1200 MN/m2 σ-1= 0,5.σb MN/m2 +ThÐp hỵp kim cã σb >1200 MN/m2 σ-1= 400 + 1/6.σb MN/m2 +ThÐp đúc + gang: -1= 0,4.b MN/m2 + Kim loại mầu: -1= (0,25 ữ 0,5).b MN/m2 Biên độ ứng suất pháp tuyến a tiếp tuyến a, ứng suất pháp trung bình m ứng suất tiếp tuyến trung bình m đợc xác định: a=(max-min)/2; m =(max + min)/2 max= σm +σmin τa = (τmax - τmin)/2 ; τm =(τ + τmin)/2 τmax= τm + τmin max Søc bÒn mái chi tiết phụ thuộc vào yếu tố chính: Đặc điểm tải trọng: đợc đặc trng hƯ sè tËp trung øng st (Kσ víi øng st pháp tuyến K với ứng suất tiếp tuyến) K = σ-1/σ-1K ; Kt = τ-1/τ-1K Th«ng thêng Kτ = (0,4 -0,6)K Nhân tố kích thớc: đợc đặc trng hệ số kích thớc m tỷ số giới hạn mỏi mẫu thử giới hạn mỏi chi tiết thật làm loại vật liệu Quan hệ m kích thớc trục đợc cho trớc Nhân tố công nghệ: đặc trng hệ số trạng thái bề mặt n tỷ số giới hạn mái cđa chi tiÕt thËt víi giíi h¹n mái cđa mẫu đợc mài bóng phòng thí nghiệm, n = 0,6 1,10: - Bề mặt mài bóng n = 1,10 - Bề mặt cán không gia công n = 0,6 - Bề mặt mài (mẫu thử) n = 1,0 Hệ số an toàn tỷ số ứng suất cực đại xác định đờng cong giới hạn mỏi ứng suất cực đại chi tiết: n = + Đối với ứng suất uốn kéo : n = + Đối với ứng suất cắt: a σ a +ψ σ σ m τ −1 φτ τ a +ψ τ τ m Trong ®ã: ψσ , ψτ (phụ thuộc vào loại vật liệu thép) k, k (phụ thuộc vào kiểu thay đổi tiết diện gây ứng suất tập trung) đợc cho trớc dới dạng bảng [1], [2] Đối với trạng thái ứng suất phức tạp, hệ số an toàn tổng hợp đợc xác định theo công thøc : n∑ = nσ nτ nσ2 + nτ2 KÕt tính toán đợc đánh giá thông qua hệ số an toàn n n [n] đó: n- hệ số an toàn theo tính toán chế độ ®· cho [n]- lµ hƯ sè an toµn cho phÐp (phụ thuộc vào loại chi tiết, vật liệu chế tạo ) Ví dụ: + [n] đầu nhỏ truyền : 2,5 ÷5 + [n] cđa cỉ trơc khủu chịu xoắn : 2,5 ữ4 + [n] chốt khuỷu (động cao tốc) : 1,7ữ3 + [n] má khuỷu : 1,3ữ 2,5 Với số chi tiết khác (thờng dạng trục) nh : đỉnh pít t«ng, chèt pÝt t«ng thêng kiĨm tra th«ng qua øng suất uốn cho phép [u] ứng suất cắt cho cho phÐp [τc] Mét sè chó ý tÝnh to¸n thiết kế động Trớc thiết kế bố trí chung cần phải có đầy đủ thông số điều kiện nh : Vh; kiểu động cơ, phơng án sử dụng cấu hệ thống phụ (cơ cấu phối khí, hệ thống nhiên liệu, hệ thống điện ) Chọn thông số kết cấu kích thớc chủ yếu: + Chọn số xi lanh kiểu xếp xi lanh: đảm bảo điều kiện cân bằng, độ đồng mô men xoắn, giảm kích thớc bao, đơn giản kết cấu nhng thân máy có độ cứng vững cao; đảm bảo làm mát + Chọn tỷ số S/D: ảnh hởng lớn đến kích thớc, trọng lợng tính Đcơ Với động cao tốc S/D = 0,8 – vµ cã xu híng giảm S/D + Chọn thông số kết cấu =R/l : ảnh hởng nhiều đến chiều cao trọng lợng động Động ô tô-máy kéo = 0,25 0,29 Khi lựa chọn cần đảm bảo công nghệ chế tạo (tận dụng thiết bị có phụ tùng động loại) + Chọn kiểu làm mát: không khí chất lỏng Thờng dùng chất lỏng có khả cờng hoá động cơ, kích thớc gän, dƠ bè trÝ c¸c hƯ thèng phơ Câu 2: Nhim v, phõn loi thõn mỏy 6.1 Thân máy Thân máy chi tiết có kích thớc khối lợng lớn (phụ thuộc vào kiểu loại động cơ, kiểu làm mát, kiểu chịu lực, vật liệu phơng pháp chế tạo); chiếm từ 30- 60% khối lợng toàn động (thân máy chế tạo theo PP hàn chiếm từ 20-25%) Yêu cầu với thân máy (nắp máy): Có đủ SB độ cứng vững để chịu tải trọng lớn nhiệt độ cao Dễ tháo lắp điều chỉnh cấu, hệ thống Đảm bảo yêu cầu đặc biệt (kết cấu buồng cháy, lu thông nớc làm mát, dầu bôi trơn ) Có khối lợng nhỏ, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo Phơng pháp chế tạo: Thân máy nắp máy thờng đợc chế tạo theo đúc (ĐC cỡ nhỏ trung bình) PP hàn (ĐC cỡ lớn) PP Vật liệu chế tạo: thờng dùng gang xám Các ĐC cỡ nhỏ (mô tô, xe máy, máy phát điện cỡ nhỏ) thờng dùng HK nhôm Với ĐC cỡ lớn thờng dùng thép thép định hình để hàn Kiểu chịu lực thân máy Kiểu chịu lực (khí thể - Pkt) thân máy phụ thuộc vào kết cấu a Thân máy kiểu thân xi lanh-hộp trục khuỷu(phổ biến ôtô-máy kéo) + Thân XL chịu lực: Pkt tác dụng nắp XL truyền cho thân XL qua gudông nắp XL), thờng dùng với động xăng + Vỏ thân chịu lực: lắp thêm ống lót XL vào khối thân máy ống lót XL không chịu lực kéo theo phơng đờng tâm, mòn ống lót thay + Gu-dông chịu lực: Pkt truyền qua gujông liên kết nắp máy-thân máy hộp trục khuỷu) Các gu-dông dài chịu lực kéo, thân XL không chịu lực b Thân máy kiểu thân rời: - Xy lanh chịu lực: lực kéo thân xi lanh chịu (thờng dùng ĐC máy bay, ĐC làm mát KK) Nắp xi lanh cố định với thân máy = ren bu lông Thân máy cố định hộp trục khuỷu gu-đông - Vỏ thân chịu lực:vỏ thân chịu lực kéo XL không chịu kéo Có thể phân thành loại: Năp xi lanh, vỏ thân, hộp trục khuỷu lắp với bu lông ngắn; Vỏ thân hộp trục khuỷu lắp với gu dông dài, nắp xi lanh lắp với thân máy bu lông ngắn - Gu-dong chịu lực: phổ biến ĐC làm mát = KK chữ V Kết cấu thân máy kiểu thân xi lanh-hộp trục khuỷu Dùng phổ biến ĐC ô tô-máy kéo, động tĩnh tại, động tầu thủy cỡ nhỏ Các xi lanh đợc đúc liền với thân máy làm thành ống lót Kết cấu kiểu có u điểm: + Khi xi lanh đúc liền cïng vá th©n, liỊn víi hép trơc khủu thân máy có độ cứng vững lớn biến dạng xi lanh, ổ trục nhỏ + Giảm bớt đợc bề mặt lắp ghép gia công khối thân máy đơn giản hơn, giảm đợc độ dầy thân hộp trục khuỷu vị trí chuyển tiếp phần giảm trọng lợng khối thân máy, tiết kiệm kim loại Khi thiết kế, thờng làm vỏ thân vách ngăn tơng đối mỏng (dày từ 4-12 mm); cần đảm bảo đúc đợc đủ bền, nhng phải đảm bảo độ cứng vững Một số biện pháp nâng cao độ cứng vững thân máy: + ổ trục đúc liền với vách ngăn, vách ngăn dùng nhiều gân tăng cứng + Hạ thấp mặt phân chia nửa nửa dới hộp trục khủu lùc trun cho khèi hép trơc khủu cã khối lợng kim loai lớn chịu đựng + Tăng sè ỉ trơc, dïng ®đ ỉ trơc chÝnh + Dïng kết câu hộp trục khuỷu liền khối, không chia thành nưa (trơc khủu l¾p theo chiỊu trơc, dïng ỉ lăn) Cõu 3: Cỏc kớch thc c bn v quan hệ kết cấu thiết kế thân máy Câu 4: Kết cấu thân máy làm mát chất lỏng Câu 5: Chức năng, điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo ống lót xilanh 6.2 èng lãt xi lanh • Lót XL đợc dùng nhằm mục đích kéo dài tuổi thọ thân máy (mặt đợc gia công xác đợc mài bóng gơng xi lanh ) Do vậy, thân máy dùng lót XL khô, lót XL uớt không dùng lót XL Kết cấu thân máy phụ thuộc nhiều vào kiểu lót XL: + Lót XL ớt: mặt trực tiếp tiếp xúc với nớc làm mát + Lót XL khô: mặt không tiếp xúc với nớc làm mát Điều kiện làm việc: chịu tải học, tải trọng nhiệt ăn mòn mạnh Yêu cầu với ống lót XL Có đủ sức bền để chịu lực khí thể Chịu mòn tốt, tổn thất ma sát nhỏ Chống ăn mòn hoá học môi trờng nhiệt độ cao Không rò nớc Có khả gi·n në tù theo híng trơc • VËt liƯu chế tạo: thờng dùng gang hợp kim (ít dùng thép), đợc nhiệt luyện tốt, chiều dày từ 5-9 mm Mặt gơng xi lanh mạ Crôm xốp (0,05 -0,25 mm) để tăng khả chống mòn Lót xi lanh khô: làm suốt chiều dài làm khu vực chịu mòn nhiều (gần ĐCT); có gờ vai tựa khít ngang mặt nắp máy; mặt đợc gia công cẩn thận để lắp khít với lỗ khối thân máy; vai tựa cao mặt thân máy khoảng 0,025 0,11 mm để tăng ®é Ðp chỈt víi vai tùa u ®iĨm: ®é cøng vững lớn làm mỏng để tiết kiệm vật liệu; không cần bao kín nớc làm mát Lãt xi lanh ít: cã thĨ thay thÕ-sưa ch÷a dƠ dàng; tăng khả làm mát, dễ đúc thân máy Nhợc điểm: khó bao kín, độ cứng vững Cần ý: - Khi làm việc không đợc xoay nhng cã thĨ g·n në theo chiỊu trơc sử dụng vành vai tựa làm mặt định vị Thờng hạ thấp vành vai tựa để tránh biến dạng ống lót nhiệt độ cao, tránh bó kẹt pít tông, đồng thời tăng khả làm mát - Đảm bảo bao kín nớc (gioăng cao su, lắp cuối ống lót) khí (dùng đệm, gioăng nắp máy) Lót xi lanh động kỳ: kết cấu lỗ dẫn khí n¹p Câu 6: Kết cấu loại ống lót xilanh Câu 7: Kết cấu ổ trượt vật liệu chịu mòn Câu 8: Chức năng, điều kiện làm việc, vật liệu phương pháp chế tạo nắp máy Là chi tiết phức tạp, nhiều phận, cấu đợc lắp nắp XL: - Buồng cháy - Bu-ji (hoặc vòi phun) - Một số chi tiết cấu phối khí - Đờng nớc làm mát, dầu bôi trơn - Đờng dẫn khí nạp, khí thải - Điều kiện làm việc xấu: nhiệt độ cao, áp suất lớn, ăn mòn hoá học nhiều ĐC không làm việc chịu ứng suất lắp ghép - Yêu cầu: - Có kết cấu buồng cháy tốt - Đủ SB độ cứng vững; không bị biến dạng, lọt khí rò nớc - Dễ tháo lắp điều chỉnh cấu - Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, tránh đợc ứng suất nhiệt Vật liệu chế tạo: - Đ.cơ diesel : đúc gang hợp kim (đủ sức bền chịu ứng suất nhiệt) - Đ.cơ xăng : đúc hợp kim nhôm (nhẹ, tản nhệt tối, dễ tăng tỷ sè nÐn) Câu 9: Kết cấu nắp máy thân mỏy ng c xng Nắp xi lanh động xăng Kết cấu phụ thuộc vào vấn đề sau: - KÕt cÊu buång ch¸y, bè trÝ buji - Số xu páp bố trí xu páp - Kiểu làm mát - Số đờng nạp thải Hình dạng buồng cháy hợp lý (nhỏ gọn, giảm khoảng cách từ điểm xa đến buji, mức độ xoáy lốc hợp lý) giảm mức độ kích nổ, tạo điều kiện tăng tỷ số nén Thờng dùng loại buồng cháy dạng bán cầu (Hình 6.26 a), hình chóp cụt (Hình 6.29), hình chêm (Hình 6.26 b) Có thể giảm mức độ kích nổ cách: Tăng cờng làm mát vách buồng cháy, tránh xuất vùng nóng (thờng vùng hai đế xu páp họng B.cháy động diesel) Bố trí vị trí buji hợp lý: giảm khoảng khoảng cách đến điểm xa nhất; nên bố trí buji gần vùng có nhiệt độ cao Buồng cháy hình chêm (Hình 6.26 b) có nhiều u điẻm: gọn, cờng độ xoáy lốc thích hợp hình thành vùng chèn khí pít tông nắp máy gây nên (thờng dùng động hình chữ V) - Buji bố trí lệch phía, (lỗ ren buji thờng M18, M14 M10) - Xu páp nghiêng với đờng tâm khoảng 100 ; thờng dùng đế xu páp làm gang hợp kim, ép vào nắp máy - Đờng thải đờng nạp bố trí hai phía Buồng cháy đờng thải đợc làm mát nớc Đờng nạp đợc sấy nóng nớc - Nắp máy đợc síêt chặt gudông - Để tăng độ cứng vững, nắp xi lanh dùng gân gia cố Cõu 10: Kt cấu nắp máy thân máy động diesel N¾p xi lanh động diesel Kết cấu nắp máy động diesel phức tạp so với động xăng phải bố trí thêm: - Buồng cháy phụ - Vòi phun - Buji sấy nóng (hỗ trợ khởi động) - Cơ cấu khởi động khí nén Điều kiện làm việc xấu: nhiệt độ cao (vùng họng buồng cháy lên đến 7230K), áp suất lớn ứng suất học ứng suất nhiệt thờng gây rạn nứt nắp máy Để tránh US nhiệt nắp máy phải có chiều dày đồng đều, vùng tiếp giáp cần có góc lợn lớn, tổ chức làm mát tốt Yêu cầu với việc bố trí cấu nắp máy: Việc bố trí vòi phun buồng cháy phải kết hợp với việc bố trí xu páp Vị trí vòi phun, xu páp (nap+thải), hớng đờng nạp +thải phải hợp lý để tạo thuận lợi cho trình tạo hỗn hợp thải khí Buồng cháy trực tiếp (thống nhất): Hình dạng buồng cháy thờng hình thành chủ yếu đỉnh pít tông Mặt nóng nắp máy thờng làm phẳng Vòi phun thờng bố trí trùng với tâm xi lanh (hoặc độ lệch nhỏ) Để tạo xoáy lốc cho dòng khí nạp đờng nạp nghiêng thắt nhỏ phía xu páp lợi dụng diện tích chèn khí PT nắp máy Buồng cháy gián tiếp (buồng cháy trớc, buồng cháy xoáy lốc): Nhỏ gọn, tránh tổn thất nhiệt tổn thất khí động Tạo xoáy lốc mạnh để cải thiện chất lợng tạo hỗn hợp Kết cấu nắp máy phức tạp , giá thành cao Buồng cháy kiểu thờng chế tạo dạng tổ hợp: nửa BC xoáy lốc đúc liền với nắp xi lanh, nủa dới có họng (làm thép chịu nhiệt gang chịu nhiệt) ép vào nắp xi lanh; họng hớng vào tâm xi lanh Nắp máy động ô tô-máy kéo thờng làm chung cho nhiều xi lanh nên dễ bị cong vênh (so với trờng hợp nắp máy làm rời cho xi lanh) phải tuân thủ quy định siết bu lông nắp máy, bố trí rãnh đàn hồi nắp máy Cõu 11 Chức năng, điều kiện làm việc, vật liệu phương pháp chế tạo pittong NhiƯm vơ cđa nhãm pÝt tông + Bao kín buồng cháy (ngăn khí lọt xuống các-te dầu nhờn sục lên BC) + Tiếp nhận lùc khÝ thĨ vµ trun cho trun lµm quay TK + ĐC kỳ, PT có tác dụng nh van trợt làm nhiệm vụ phối khí 7.1.1 Điều kiện làm việc: -Chịu lực lớn, nhiệt độ cao, ma sát mài mòn lớn Tải häc + Lùc khÝ thĨ lín vµ cã tÝnh va đập + Lực quán tính (nhất động cao tốc) gây nên ứng suất lớn, làm biến dạng PT làm h hỏng PT Tải träng nhiƯt: PT trùc tiÕp tiÕp xóc víi s¶n vËt cháy có T cao (23002800oK) To phần đỉnh rÊt cao (500-800oK) : - US nhiƯt lín, r¹n nøt PT Giảm sức bền pít tông - Bó kẹt pít tông XL, tăng ma sát PT-XL - Giảm hệ số nạp giảm công suất - Dễ gây kích nổ với động xăng Ma sát ăn mßn hãc häc + Do lùc ngang N Ðp PT thành XL, biến dạng PT dới tác dụng tải học tải trọng nhiệt, thiếu dầu bôi trơn tăng ma sát mài mòn PT + Sản vật cháy có chứa loại a-xít ăn mòn hoá học 7.1.2 Vật liệu phơng pháp chế tạo Yêu cầu với vật liệu chế tạo pít tông: - Có SB nhiệt độ cao; trọng lợng riêng nhỏ - Hệ số gi·n në nhá, hƯ sè dÉn nhiƯt lín - ChÞu mòn tốt điều kiện bôi trơn nhiệt độ cao - Chịu đợc ăn mòn hoá học VËt liƯu thêng dïng: + Gang (gang hỵp kim, gang rèn, gang graphit cầu): có sức bền học cao giảm sút nhiệt độ cao; Hệ số giãn nở dài nhiệt bé; Khả đúc gia công công nghệ tốt; Giá thành rẻ + Hợp kim nhẹ (HK nhôm HK manhê): HK nhôm đợc a dùng có trọng lợng riêng nhỏ; tính dẫn nhiệt tốt (so với gang); giảm tổn thất ma sát (hệ số ma sát nhôm-gang nhỏ); dễ đúc, dễ gia công Nhợc điểm: hệ số giãn dài nhiệt lớn; chịu mòn (so với gang thép); sức bền giảm nhiệt độ cao; đắt tiền + Thép: có sức bền cao nên giảm chiều dày PT Nhợc điểm: dẫn nhiệt nên nhiệt ®é ®Ønh PT cao dƠ g©y kÝch nỉ; khã ®óc Ýt dïng Phương pháp chế tạo pittong: P.43 Câu 12 Kết cấu pittong động xăng động diesel + Lỗ ren bệ chốt gây ứng suất tập trung + Chốt mài mòn không dễ bị mỏi + Tăng trọng lợng nhóm PT PT bị lệch Hình 7.25 Phơng án cố định chốt pít tông đầu nhỏ (chỉ dùng với pít tông gang) u điểm: + Có thể giảm chiều dài đầu nhỏ TT + Không cần bôi trơn cho đầu nhỏ + Tăng chiều dài bệ chốt giảm áp suất tiếp xúc, giảm độ võng chốt Nhợc điểm: + Chốt mài mòn không dễ bị mỏi + Cần để khe hở bệ chốt tơng đối lớn gõ chốt máy nóng + Kết cấu đầu nhỏ phức tạp, giảm sức bền đầu nhỏ Hình 7.26 Phơng án chốt pít tông lắp tự - bơi (hay dùng) PA có nhiều u điểm: + Chốt xoay tự quanh đờng tâm mòn bị mỏi + Nếu bề mặt bị kẹt (do cặn bẩn) chốt có khả làm việc Cần ý: + Khe hở chốtbệ, chốt - đầu nhỏ cần thích hợp để tránh va đập máy nóng + Có biện pháp hạn chế di chuyển chiều trục chốt (vòng hãm, nút hãm) + Bôi trơn cho đầu nhỏ bệ chốt (thờng dùng phơng pháp hứng dầu) Cõu 14 Vt liệu, phương pháp chế tạo kết cấu loi xec mng 7.4.1 Điều kiện làm việc: Chịu nhiệt độ cao (nhiệt độ XM khí lên đến 623-673 oK) Chịu va đập lớn (giữa XM - rãnh) Chịu mài mòn (công ma sát chiếm 50-60% tổn thất giới ĐC) Ngoài chịu ăn mòn hoá học Ngay động không làm việc XM chịu ứng suất uốn 7.4.2.Vật liệu phơng pháp chế tạo: Yêu cầu với vật liệu: chịu mòn tốt điều kiện ma sát tới hạn; có hệ số ma sát nhỏ; có sức bền, độ đàn hồi cao ổn định nhiệt độ cao; nhanh rà khít với xi lanh (giảm thời gian chạy rà) Vật liệu chủ yếu gang hợp kim (nếu bị cào xớc nhỏ mặt ma sát đợc phục hồi dần; graphít gang có khả bôi trơn; nhạy cảm với ứng suất tập trung) Hiện nay, loại vật liệu khác đợc nghiên cứu phát triển nh HK gốm, chất dẻo, graphít (hợp kim gốm ép bột sắt có nhiều triển vọng nhất) Phơng pháp chế tạo: Quy trình chế tạo XM phức tạp đợc SX N.máy riêng + Đúc đơn chiếc: hình dạng đúc giống XM trạng thái tự do, lợng d gia công nhỏ (< 0,5 mm); đảm bảo tốt thành phần nớc công nghiệp tiên tiến hay dùng + Nhiệt định hình: đúc phôi dạng ống (tròn) cắt lát thành XM Tuỳ theo XM đẳng áp hay không đẳng áp mà mà lắp lên trục thờng trục định hình, mở miệng XM tiến hành nhiệt định hình 6006500C khoảng h + Gia công định hình phôi đúc (dạng ống) có dạng giống hình dạng XM trạng thái tự do, sau cắt lát thành XM cắt mở miệng Sau gia công khí, sử dụng nhiều khâu công nghệ khác (mạ crôm xốp, phun bọc mô-líp-đen, ) để tăng độ bền XM Các XM dầu tổ hợp thờng đợc chế tạo theo PP dập dải thép mỏng qua khâu nhiệt luyÖn nh XM khÝ Kết cấu loại xec măng P.115 Câu 15 Nhiệm vụ, phân loại, vật liệu chế tạo truyền bạc truyền 8.1 Thanh truyền Nhim v: P.129 Phõn loi 7.1.4 Phân loại truyền Dựa vào đặc điểm kết cấu phân loại nh sau: a Thanh truyền động hàng xi lanh (nh trên) b Thanh truyền động nhiều hàng xi lanh: Thanh truyền động hình chữ V: + Thanh truyền đồng dạng (kế tiếp): TT giống hệt lắp chốt khuỷu (Hình 8.12) Đầu to thờng mỏng so với TT Đcơ hàng + Thanh truyền trung tâm: TT lắp chốt khuỷu, mặt phẳng TT có hình nạng (TT ngoài), TT lại lắp đồng tâm bị kẹp vào TT (Hình 8.13) + Thanh truyền chính-phụ: gồm TT TT phụ lắp chốt TT (Hình 8.14) Thanh truyền động hình sao: + Dùng TT (có kích thớc độ cứng vững lớn) có nhiều chốt để lắp TT phụ (Hình 8.15) Đầu to TT thờng làm nguyên khối (nếu chia nửa lắp chốt côn) u điểm: - Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, giảm giá thành lắp lẫn chế tạo hàng loạt - Động học ®éng lùc häc hµng xi lanh lµ hoµn toµn giống Nhợc điểm - Chốt khuỷu dài trục khuỷu dài tăng chiều dài thân máy khối lợng động Giảm độ cứng vững trục khuỷu Hình 8.13 Kết cấu truyền trung tâm (hình nạng) u điểm: Động học động lực học hµng xi lanh lµ hoµn toµn gièng Chèt khuỷu ngắn so với truyền đồng dạng Nhợc ®iĨm KÕt cÊu phøc t¹p, khã chÕ t¹o Phải sử dụng bạc lót đặc biệt (hai mặt làm việc) Độ cứng vững đầu to TT (nhất TT hình nạng) kém, biến dạng lớn Khó bôi trơn Hiện dùng, với động diesel Hình 8.14 Kết cÊu trun chÝnh-phơ u ®iĨm: - KÕt cÊu gän, nhẹ giảm trọng lợng kích thớc động - Đẩm bảo đợc độ cứng vững truyền sử dụng phổ biến Nhợc điểm - Động học động lực học dãy xi lanh khác Thanh truyền phải chịu thêm mô men uốn phụ TT phụ gây 8.1.2 Vật liệu chế tạo: Thép các-bon: giá thành rẻ, dễ gia công thờng dùng với TT Đcơ tầu thuỷ tĩnh Thép hợp kim: thờng dùng với TT động cao tốc, cờng hoá công suất Phơng pháp chế tạo: đúc rèn khuôn Thanh truyền đợc chia thành phần: đầu nhỏ, đầu to thân 8.2.1 Bạc lót Bạc lót đầu to TT bạc lót dày bạc lót mỏng có tráng lớp hợp kim chống mòn Đầu to TT thờng chia thành nửa nên bạc lót đợc chia thành nửa (có thể lắp lẫn không) Bạc lót TT gồm gộp bạc thép phía lớp hợp kim chịu mòn (mặt ma sát) tráng lên mặt bạc Lớp hợp kim chống mòn đúc tráng lên đầu to theo cách: + Tráng trực tiếp hợp kim chịu mòn lên đầu to TT (không dùng bạc) sau cắt làm nửa (hoặc làm liền khối), thờng dùng ĐC nông nghiệp cỡ nhỏ u điểm: kết cấu đơn giản, giảm trọng lợng kích thớc đầu to Nhợc điểm: dễ ảnh hởng đến sức bền TT, phải dùng đệm để điều chỉnh khe hở chốt khuỷu đầu to + Tráng hợp kim lên bạc lót: giống nh bạc lót ổ trục Tùy theo chiều dày lớp hợp kim chống mòn, đợc chia thành: - Bạc lót dày: gộp bạc 3-6 mm; lớp hợp kim 1,5- mm - Bạc lót mỏng: gộp bạc 0,9-3 mm; lớp hợp kim 0,4- 0,7 mm P.145 Câu 16: Điều kiện làm việc, đặc điểm kt cu ca truyn 8.1.1 Điều kiện làm việc Khi làm việc TT chịu tác dụng lực: - Lùc khÝ thĨ – Pkt; thay ®ỉi theo chu kỳ, tính va đập - Lực quán tính chuyển động tịnh tiến Pj ; thay đổi theo chu kỳ có tính va đập (nhất với ĐC cao tốc, P j lớn có tính va đập mạnh) Lực quán tính thân truyền - 8.1.3 Kết cấu truyền - a Đầu nhỏ: Kết cấu đầu nhỏ phụ thuộc kích thớc chốt pít tông phơng pháp lắp ghép chốt với đầu nhỏ TT Khi chốt pít tông lắp bơi: - Đầu nhỏ đợc ép bạc lót (bằng đồng thép), dạng ống, có tráng hợp kim chống mòn - - Đcơ cỡ lớn thờng dùng TT có đầu nhỏ dạng cung tròn đồng tâm (Hình 8.2 a) kiểu ô van (Hình 8.2 b) Đcơ máy bay, động xăng ô tô: dùng đầu nhỏ dạng trụ mỏng (Hình 8.2.c) - Bôi trơn cho đầu nhỏ: dùng PP hứng dầu (khoan lỗ phay rãnh đầu nhỏ- Hình 8.3 a,b) dẫn dầu dọc thân truyền - Động kỳ: Bề mặt bạc lót đầu nhỏ xẻ rãnh chéo để chứa dầu Động kỳ cao tốc: áp suất bề mặt chốt lớn, khó bôi trơn dùng ổ bi (Hình 8.4) - Động cao tốc: đầu nhỏ làm lồi lên (Hình 8.2 b, e) để điều chỉnh trọng lợng trọng tâm truyền Khi chốt pít tông lắp cố định đầu nhỏ (Hình 8.5): - Việc cố định chốt pít tông đầu nhỏ tơng đối khó khăn Thờng dùng phơng án b,c (Hình 8.5); đầu nhỏ không cân - Theo PA lắp ghép giảm đợc chiều dài đầu nhỏ giải vấn đề bôi trơn b Thân truyền: Chiều dài thân truyền phụ thuộc vào hệ số kết cấu (các động =0,24 -0,3) Các dạng tiết diện ngang thân (Hình 8.6): Chiều rộng thân TT tăng dần từ đầu nhỏ đến đầu to để phù hợp với quy luật phân bố lực quán tính tác dụng lên thân mặt phẳng lắc Chiều dày thân TT thuờng làm đồng suốt chiều dài Các dạng tiết diện ngang thân (Hình 8.6): Tiết diện tròn (c,d): dễ gia công, dùng ĐC tĩnh tốc độ thấp Sử dụng vật liệu không hợp lý Tiết diện I (a,b): đợc sử dụng nhiều nhất, đặc biệt động ô tô-máy kéo, động cao tốc Sử dụng vật liệu hợp lý, giảm trọng lợng Thờng chế tạo theo PP rèn khuôn Tiết diện H (e): Đcơ nhiều hàng xi lanh nhằm tăng độ cứng vững Tiết diện hình chữ nhật, ô van (g.h): dùng cho động xe máy, động cỡ nhỏ, đơn giản dễ chế tạo c Đầu to truyền: (nhỏ gọn, đủ cứng vững để giảm biến dạng bạc lót) Kích thớc phụ thuộc vào đờng kính chiều dài chốt khuỷu Động ô tô máy kéo: đầu to đợc chia làm nửa, nửa dới làm rời thành nắp đầu to; nửa lắp với bu lông (gu dông); Bạc lót chia thành nửa Định vị bạc lót: dùng bu lông có kết cấu đặc biệt Định vị nửa đầu to: dùng gờ (Hình 8.10) Đcơ xe máy, cỡ nhỏ: toàn truyền làm liền khối dùng ổ bi đũa thay cho bạc lót đầu to (Hình 8.9) Để giảm kích thớc đầu to TT (phục vụ việc lắp ghép) đảm bảo kích thớc chốt khuỷu (đảm bảo sức bền) có thĨ sư dơng c¸c biƯn ph¸p: + Dïng nhiỊu bu lông truyền: dùng bu lông thay bu lông nắp đầu to Nhợc điểm: bu lông chịu lực không gây mài mòn không bề mặt chốt; xẩy tợng đứt bu lông TT + Bố trí mặt phân chia nửa nghiêng 30 -600 so với đờng tâm TT (phổ biến động ô tô máy kéo có D ảnh hởng đến bôi trơn - Chiều rộng: biện pháp tốt (từ má hình chữ nhật sang má hình tròn sức bền chống xoắn tăng khoảng lần) - + Khoét rỗng trục khuỷu để giảm lực ly tâm - + Khoét bỏ bớt vùng kim loại chịu ứng suất nghiêm trọng để đờng sức phân bố TK đồng - + Bố trí hợp lý vị trí lỗ dẫn dầu bôi trơn chốt khuỷu - Biện pháp công nghệ: mục đích tăng ®é cøng, ®é bãng bỊ mỈt, khư vÕt nøt tÕ vi, tăng độ dẻo lõi để chịu ứng suất mỏi mòn: + Dùng PP rèn khuôn để chế tạo phôi trục khuỷu: thớ kim loại phôi liên tục, không bị cắt đứt gia công khí tăng sức bền + Làm chai bề mặt : phun bi thép, phun cát thạch anh, lăn cán bề mặt + Dùng biện pháp nhiệt luyện: cao tần, thấm nitơ + Mài bóng bề mặt để giảm ma sát mài mòn Xem thờm P.175.191 Câu 21 Công dụng, đặc điểm kết cấu xác nh momen quỏn tớnh ca bỏnh Khi ĐC làm việc chế độ ổn định, mô men xoắn sinh thay đổi tốc độ quay TK số (TK chuyển động có gia tốc), gây nên tợng va đập trình làm việc (nhất ĐC cao tốc) Công dụng bánh đà: - Tích luỹ lợng (khi Mx >Mc) giải phóng tốc độ trục khuỷu đồng lợng (khi MxMc) giải phóng lượng (Mx J bd = ρ2Π b ∫ r 3dr = ρ2Πb r1 J bd = ρ2Πbhrtb3 = r + r = 2r - Giả thiết gần G bd D 2tb = - Vì Jbd ≈ Jo: 2 2 tb => dω2 = dα ( M e − M c ) Ld δω2tb r2 - Nếu bánh đà có dạng vành Jo => 4 ( r2 − r1 ) G bd D 2tb 4g 3600Ld n 2δ - Mơ men qn tính bánh đà lớn độ đồng tốc độ cao tính gia tốc phương tiện - Mơ men qn tính bánh đà lớn kích thước, khối lượng tăng theo - Trình tự thiết kế bánh đà: + Chọn đường kính đường kính ngồi theo kích thước chung ĐC + Chọn độ khơng đồng theo tính năng, cơng dụng ĐC + Xác định cơng dư theo kết tính động lực học + Xác định khối lượng bánh đà + Xác định chiều dày bánh đà Câu 22 Nhiệm vụ, phân loại cấu phối khí 10.1 NhiƯm vơ vµ phân loại, yêu cầu CCPK a Nhiệm vụ: Thực QT thay đổi khí: nạp đầy hỗn hợp (hoặc không khí mới) vào XL thải khí thải khỏi XL để ĐC làm việc liên tục b Phân loại: + CCPK dùng xu páp (sử dụng rộng rãi kết cấu đơn giản làm việc tin cËy) + CCPK dïng van trỵt (tiÕt diƯn lu thông lớn, dễ làm mát, ồn; cấu phức tạp giá thành cao) nhng kết + CCPK kiểu hỗn hợp (lỗ nạp + xu páp thải) c Yêu cầu: + Đóng mở thời gian quy định + Độ mở lớn để dễ lu thông khí + Đóng kín, mòn, ồn làm việc + Dễ điều chỉnh sửa chữa, giá thành rẻ Cõu 23 Cỏc phương án bố trí, dẫn động trục cam xupap 10.2.1 Các phơng án bố trí xu páp a CCPK Xu páp treo: Dùng rộng rãi động đại Với ĐC diesel dùng CCPK kiểu Xu páp treo u điểm: - Buồng cháy gọn, giảm tổn thất nhiệt - Dạng đờng nạp thải toát (hệ số nạp tăng 5-7%) -Tăng khả chống kích nổ cho ĐC Nhợc điểm: - Tăng chiều cao động - Dẫn động xu páp phức tạp; Kết cấu nắp máy phức tạp, khó đúc b CCPK Xu páp đặt: dùng 1số ĐC xăng hệ cũ có tỷ số nén thấp u điểm: - Giảm chiều cao động - Kết cấu nắp máy đơn giản; Dẫn động xu páp dễ Nhợc điểm: - Buồng cháy không gọn, tăng tổn thất nhiệt - Giảm hệ số nạp chế độ tốc độ cao; - Khó tăng tỷ số nén 10.2.2 Số lợng bố trí xu páp * Số lợng XP cho XL: + ĐC trung bình nhỏ (D