Giáo trình kết cấu động cơ đốt trong - Phần 2

PHÁƯN II. KÃÚT CÁÚU CHI TIÃÚT V CỦM CHI TIÃÚT CHÊNH TRONG ÂÄÜNG CÅ ÂÄÚT TRONG 1. KÃÚT CÁÚU NHỌM PISTON A. PITTON 1.1. ÂIÃƯU KIÃÛN LM VIÃÛC V VÁÛT LIÃÛU CHÃÚ TẢO PISTON 1.1.1. Âiãưu kiãûn lm viãûc ca Piston Piston cọ âiãưu kiãûn lm viãûc ráút nàûng nhc vỉìa chëu ti trng cå hc vỉìa chëu ti trng nhiãût . Ngoi ra Piston cn chëu ma sạt v àn mn. +Ti trng cå hc : Trong quạ trçnh chạy , khê häøn håüp chạy sinh ra ạp sút ráút låïn trong bưng chạy , trong chu k cäng tạc ạp sút khê thãø thay âäøi ráút låïn vç váûy lỉûc khê thãø cọ tênh cháút va âáûp. +Ti trng nhiãût : Trong quạ trçnh chạy Piston trỉûc tiãúp tiãúp xục våïi sn váût chạy cọ nhiãût âäü ráút cao (2300÷2800 0 K) . M nhỉ váûy nhiãût âäü ca Piston v nháút l nhiãût âäü pháưn âènh Piston cng ráút cao (2300÷2800 0 K) . + Ma sạt v àn mn : Trong quạ trçnh lm viãûc Piston chëu ma sạt khạ låïn do thiãúu dáưu bäi trån v lỉûc ngang N ẹp Piston vo xylanh , ma sạt cng låïn do biãún dảng ca Piston . Ngoi ra âènh Piston tiãúp xục trỉûc tiãúp våïi sn váût chạy nãn cn bë sn váût chạy àn mn . 1.1.2. Váût liãûu chãú tảo Piston Váût liãûu chãú tảo Piston phi âạp ỉïng âiãưu kiãn lm viãûc ca nọ âọ l cọ âäü bãưn cao, chëu âỉåüc nhiãût âäü cao, âäü biãún dảng di nh , ma sạt nh . Táút nhiãn khäng cọ loải váût liãûu no âạp ỉïng âäưng thåìi cạc u cáưu trãn . Do âọ cáưn chn váût liãûu täúi ỉu nháút , so våïi håüp kim gang thç håüp kim nhäm cọ âäü bãưn tháúp hån , âäü biãún dảng di låïn hån nhỉng håüp kim nhäm cọ khäúi lỉåüng riãng nh hån v cng cọ tênh âục täút nhỉ gang . Do âọ chn håüp kim nhäm lm váût liãûu chãú tảo Piston . 1.2. KÃÚT CÁÚU PITTONS Piston gäưm ba pháưn chênh : + Âènh Piston : L pháưn trãn cng ca Piston , cng våïi xy lanh v nàõp mạy tảo thnh bưng chạy . + Âáưu Piston : Bao gäưm âènh Piston v vng âai làõp xẹcmàng dáưu v xẹcmàng khê lm nhiãûm vủ bao kên bưng chạy . + Thán Piston : Pháưn phêa dỉåïi rnh xẹcmàng dáưu cúi cng åí âáưu Piston lm nhiãûm vủ dáùn hỉåïng cho Piston . 19 Âàûc âiãøm kãút cáúu ca piston âỉåüc mä t nhỉ hçnh 2.1 Hçnh 2.1 : Kãút cáúu piston âäüng cå Âiesel 4 k Phán têch âàûc âiãøm kãút cáúu ca âènh Piston - Kãút cáúu ca âènh Piston : Âènh Piston cọ kãút cáúu ráút âa dảng gäưm âènh bàòng âènh läưi v âènh lm … • Âènh bàòng l loải phäø biãún nháút , cọ diãûn têch chëu nhiãût bẹ nháút v cọ kãút cáúu âän gin dãø chãú tảo • Âènh läưi cọ âäü cỉïng vỉỵng cao , loải âènh ny khäng cáưn bäú trê cạc âỉåìng gán phêa dỉåïi âènh nãn trng lỉåüng Piston cọ thãø gim . Loải âènh ny êt kãút müi than nhỉng do bãư màût chëu nhiãût âäü låïn nãn cọ nh hỉåíng xáúu tåïi quạ trçnh lm viãûc ca Piston . • Âènh l cọ diãûn têch chëu nhiãû t låïn hån âènh bàòng nhỉng cọ ỉu âiãøm l tảo ra xoạy läúc nhẻ trong quạ trçnh nẹn v trong quạ trçnh chạy . + Kãút cáúu ca âáưu Piston : Nhiãûm vủ ch úu ca âáưu Piston l bao kên v l nåi bäú trê rnh xẹc màng, säú lỉåüng rnh xẹcmàng khê chn tỉì 3÷5 , säú lỉåüng rnh xẹcmàng dáưu tỉì 1÷ 3. Âãø gim nhiãût cho xẹcmàng khê thỉï nháút cáưn bäú trê xẹcmàng khê thỉï nháút cng gáưn khu vỉûc nỉåïc lm mạt cng täút. Chn säú xẹcmàng khê theo ngun tàõc : ạp sút khê thãø cng cao , täúc âäü cng tháúp , âỉåìng kênh xylanh cng låïn thç chn säú xẹcmàng khê cng nhiãưu . 20 + Kãút cáúu ca thán Piston : Thán Piston cọ tạc dủng l dáùn hỉåïng cho Piston chuøn âäüng trong xylanh v chëu lỉûc ngang N . Âãø dáùn hỉåïng täút v êt va âáûp khe håí giỉỵa thán Piston v xylanh cáưn phi bẹ . Chiãưu di ca thán cng låïn thç dáùn hỉåïng cng täút ạp sút tạc dủng lãn Piston cng nh, Piston êt bë mn. Tuy nhiãn thán cng di thç khäúilỉåüng ca Piston cng låïn v ma sạt cng låïn . Vë trê ca läù bãû chäút : khi chëu lỉûc ngang nãúu chäút Piston âàût åí chênh giỉỵa thán thç åí trảng thại ténh ạp súạphan bäú âãưu . Nhỉng khi Piston chuøn âäüng dolỉûc ma sạt tạc dủng lm cho Piston cọ xu hỉåïng quay quanh chäút nãn ạp sút ca Piston nẹn trãn xylanh s phán bäú khäng âãưu nỉỵa . Vç thãú thỉåì ng âàût chäút åívë trê cao hån: h chäút = (0,6÷ 0.7)H thán N h ch H th Hçnh 2.2 : Vë trê läù bãû chäút Dảng ca thán Piston : Dảng ca thán Piston thỉåìng khäng phi l hçnh trủ m tiãút diãûn ngang thỉåìng cọ dảng ä van hồûc vạt åí hai âáưu bãû chäút Piston . Phi lm nhỉ váûy l âãø khi Piston bë biãún dảng do lỉûc khê thãø P Z , lỉûc ngang N v nhiãût tạc dủng Piston khäng bë bọ kẻt trong xylanh C ba ngun nhán ny âãưu lm cho Piston biãún dảng thnh hçnh ävan (trủc låïn trng våïi âỉåìng tám chäút Piston) . Kãút qu l lm cho Piston bë bọ trong xylanh . Âãø khàõc phủc lm thán Piston cọ dảng ä van sàơn m trủc ngàõn trng våïi âỉåìng tám chäút , hồûc tiãûn vạt båït màût thán Piston åí phêa hai âáưu bãû chäút . 21 t p z N Hçnh 2.3 : Trảng thại biãún dảng ca Piston khi chëu nhiãût , lỉûc khê thãø P Z v lỉûc ngang N B. KÃÚT CÁÚU XẸCMÀNG 1.1. Âiãưu kiãûn lm viãûc v váût liãûu chãú tảo xẹcmàng 1.1.1.Âiãưu kiãûn lm viãûc Xẹcmàng khê cọ nhiãûm vủ bao kên bưng chạy , ngàn khäng cho khê chạy lt xúng cacte , cn xẹcmàng dáưu cọ nhiãûm vủ ngàn khäng cho dáưu nhåìn sủc lãn bưng chạy . Xẹcmàng khê lm viãûc trong âiãưu kiãûn chëu nhiãût âäü cao , ạp sút va âáûp låïn ,ma sạt mi mn nhiãưu v chëu àn mn hoạ hc . V ngoi ra khi âäüng cå lm viãûc xẹcmàng cng chëu ỉïng sút ún . 1.1.2.Váût liãûu chãú tảo xẹcmàng Våïi âiãưu kiãûn lm viãûc ca xẹcmàng nhỉ trãn nãn váût liãûu chãú tảo xẹcmàng phi cọ âáưy â cạc tênh cháút sau: + Cọ tênh chëu mi mn täút åí diãưu kiãûn ma sạt tåïi hản. + Cọ hãû säú ma sạt nh âäúi våïi màût xylanh . + Cọ sỉïc bãưn v âäü ân häưi cao v äøn âënh trong âiãưu kiãûn nhiãût âäü cao + Cọ kh náưng khêt våïi màût xylanh mäüt cạch nhanh chọng. Ta chn gang håüp kim lm váût liãûu chãú tảo xẹcmàng vç nọ cọ nhiãưu ỉu âiãøm m bn thán cạc loải váût liãûu khạc khäng sạnh âỉåüc nhỉ : + Nãúu màût ma sạt bë co xỉåïc trong quạ trçnh lm viãûc vãút xỉåïc máút dáưn màût ma sạt âỉåüc khäi phủc nhỉ c. + Gåraphit trong håüp kim ngang cọ kh nàng bäi trån màût ma sạt do âọ lm gim hãû säú ma sạt . + Êt nhảy cm våïi ỉïng sút táûp trung sinh ra åí cạc vng cọ vãút xỉåïc . 22 1.2. Kãút cáúu ca xẹcmàng Xẹcmàng cọ kãút cáúu âån gin . Nọ cọ dảng vng thẹp håí miãûng nhỉ hçnh (2.9) . Dỉåìng kênh D ca xẹcmàng l âỉåìng kênh ngoi ca xẹcmàng åí trảng thại làõp ghẹp trong xylanh . Màût 1 l màût âạy , màût 2 l màût lỉng v màût 3 l màût bủng , chiãưu dy ca xẹcmàng l khong cạch giỉỵa hai màût âạy. Theo nhiãûm vủ xẹcmàng chia lm hai loải l xẹcmàng khê v xẹcmàng dáưu . Tu theo sỉû phán bäú ạp sút ca xẹcmàng m xẹcmàng cọ xẹcmàng âàóng ạo v khäng âàóng ạp . Do xẹcmàng âàóng ạp bë mn khäng âãưu nháút l khu vỉûc gáưn miãûng xẹcmàng bë mn nhiãưu hån , cn xẹcmàng khäng âàóng ạp l xẹ cmàng åí trảng thại tỉû do cọ hçnh dảng nháút âënh v gia cäng thep phỉång phạp âàûc biãût âãø cọ âỉåüc ạp sút pháưn miãûng ca xẹcmàng tỉång âäúi låïn , loải xẹcmàng ny sau mäüt thåìi gian sỉí dủng ạp sút åí pháưn miãûng tuy cọ gim nhỉng gim êt hån loải xẹcmàng âàóng ạp . Cho nãn hiãûn nay xẹcmàng khäng âàóng ạp âỉåüc dng nhiãưu hån. D t t 1 h f Hçnh 2.4 : Xẹcmàng 1. Màût âạy ; 2. Màût lỉng ; 3. Màût bủng 4. Pháưn miãûng ; 5. Khe håí miãûng åí trảng thại làõp ghẹp Kãút cáúu ca xẹcmàng khê Xẹcmàng khê cọ nhiãưu kiãøu tiãút diãûn khạc nhau . Ta cọ thãø chn xẹcmàng cọ tiãút diãûn kiãøu hçnh thang nhỉ hçnh (2.5) .Båíi vç loải ny cọ kãút cáúu âån gin nhỉng khi làõp vo xylanh màût lỉng bë vanh lãn thnh màût cän , do âọ xẹcmàng chè tiãúp xục våïi xylanh åí mäüt pháưn màût lỉng xẹcmàng . Vç váûy ạp sút tiãúp xục cao , êt lt khê v chọng r khêt hån . 23 Hçnh 2.5 : Kãút cáúu xẹcmàng khê Kãút cáúu ca xẹcmàng dáưu Kãút cáúu xẹcmàng dáưu cọ nhiãưu loải khạc nhau . Cạc loải tiãút diãûn hçnh thang , lỉåỵi dao, xẹc màng täø håüp . . Cạc dảng ny âãưu nhàòm mủc âêch náng cao ạp sút tiãúp xục trãn vạch xylanh. Hçnh 2.6 : Xẹc màng dáưu Mäüt säú dảng kãút cáúu xẹc màng khê, dáưu sỉí dủng trong âäüng cå âỉåüc mä t trãn hçnh 2.7 Hçnh 2.7 : Mäüt säú dảng xẹc màng khê, dáưu trong âäüng cå 24 C, Chọỳt piston 1.1. ióửu kióỷn laỡm vióỷc vaỡ vỏỷt lióỷu chóỳ taỷo chọỳt 1.1.1.ióửu kióỷn laỡm vióỷc Chọỳt piston laỡm vióỷc trong õióửu kióỷn taới troỹng cồ hoỹc, taới troỹng nhióỷt, taới troỹng va õaỷp cao. 1.1.2.Vỏỷt lióỷu chóỳ taỷo xeùcmng Phaới õaớm baớo coù õọỹ beỡn cồ, nhióỷt cao, coù khaớ nng chở taới troỹng va õỏỷp. Thọng thổồỡng vỏỷt lióỷu chóỳ taỷo chọỳt piston laỡ theùp hồỹp kim. 1.2. Kóỳt cỏỳu chọỳt piston Kóỳt cỏỳu chọỳt piston õồn giaớn, chọỳt piston coù dng hỗnh truỷ rọựng (mỷt ngoaỡi hỗnh truỷ, mỷt trong roợnh õóứ laỡm nheỷ chọỳt). 25 . cạc vng cọ vãút xỉåïc . 22 1 .2. Kãút cáúu ca xẹcmàng Xẹcmàng cọ kãút cáúu âån gin . Nọ cọ dảng vng thẹp håí miãûng nhỉ hçnh (2. 9) . Dỉåìng kênh D ca xẹcmàng. vạch xylanh. Hçnh 2. 6 : Xẹc màng dáưu Mäüt säú dảng kãút cáúu xẹc màng khê, dáưu sỉí dủng trong âäüng cå âỉåüc mä t trãn hçnh 2. 7 Hçnh 2. 7 : Mäüt säú dảng