Đồ án tính toán động cơ đốt trong 3

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: VŨ VIỆT THẮNG MỤC LỤC Trang Lời nói đầu Chương I: 1.1 1.2 PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC, NHIỆM VỤ VÀ YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG PHÁT LỰC Nhiệm vụ hệ thống phát lực Điều kiện làm việc, yêu cầu phân loại phận hệ thống 3 Chương II: 2.1 2.2 2.3 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Chọn phương án thiết kế chi tiết hệ thống Sơ đồ cấu tạo hệ thống phát lực chọn Nguyên lý làm việc hệ thống phát lực chọn 7 10 Chương III: 3.1 3.2 3.3 3.4 TÍNH TỐN NHIỆT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Giới thiệu tính tốn nhiệt Các thông số cho trước động Chọn thông số cho tính tốn nhiệt Tính tốn nhiệt 12 12 12 13 15 Chương IV: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU - THANH TRUYỂN 4.1 Phân tích động học cấu trục khuỷu – truyền 4.2 Động học piston 26 26 27 Chương V: TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU – THANH TRUYỂN 5.1 Phân tích động lực học cấu trục khuỷu – truyền 5.2 Sơ đồ lực, moment tác dụng lên cấu trục khuỷu – truyền xylanh 5.3 Lực khí thể 5.4 Lực quán tính chi tiết chuyển động 5.5 Hệ lực tác dụng lên cấu trục khuỷu – truyền 32 32 32 34 35 39 Chương VI: THIẾT KẾ KỸ THUẬT VÀ TÍNH BỀN CÁC NHĨM VÀ CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG 6.1 Nhóm piston 6.2 Nhóm truyền 6.3 Nhóm trục khuỷu SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 48 48 58 69 1 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Chương VII: 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 QUY TRÌNH THÁO, LẮP, ĐIỀU CHỈNH, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG Tháo lắp nhóm piston, xéc măng, truyền Kiểm tra tình trạng kỹ thuật nhóm piston, xéc măng, truyền Sửa chữa nhóm piston, xéc măng, truyền Tháo lắp nhóm trục khuỷu, bánh đà Kiểm tra – Sửa chữa nhóm nhóm trục khuỷu, bánh đà 91 91 95 99 102 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ 114 MSSV: G1002430 2 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: VŨ VIỆT THẮNG LỜI NĨI ĐẦU Đồ án mơn học Động đốt khâu quan trọng khối kiến thức ngành Ơ tơ – Máy động lực, kỹ sư thiết kế phải biết có khả thiết kế Hơn nữa, đất nước ta đất nước phát triển cần phát triển ngành cơng nghiệp mà cơng nghiệp tơ giữ vai trị quan trọng Trong đó, phận quan trọng ô tô sinh nguồn động lực cho ô tô – động ô tô Vậy thiết kế động khâu quan trọng để phát triển ngành cơng nghiệp tơ Sau ba năm học ngành Ơ tơ – Máy động lực, chúng em trang bị nhiều kiến thức môn học sở Nguyên lý máy, Sức bền vật liệu, Vật liệu học Nhiệt động lực học nhiều môn học chuyên ngành khác, Đồ án Thiết kế Động hội cho chúng em tổng hợp áp dụng kiến thức học Trong trình thực đồ án em gặp nhiều khó khăn phương pháp thiết kế tính tốn việc hồn thành vẽ mình, nhờ hướng dẫn tận tình Thầy hướng dẫn góp ý bạn giúp em hoàn thành đồ án Sau thời gian làm việc với nỗ lực thân giúp đỡ từ tất người, em hoàn thành Đồ án Thiết kế Động đốt Nay em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới giáo viên hướng dẫn Thầy Vũ Việt Thắng, thầy mơn Ơ tơ – Máy động lực bạn lớp Ô tô K10 Mặc dù em cố gắng q trình thực khó tránh khỏi thiếu sót, mong góp ý chân thành từ phía thầy bạn Em xin chân thành cảm ơn NGUYỄN VĂN PHÚ SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 3 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Chương I PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC, NHIỆM VỤ VÀ YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG PHÁT LỰC 1.1 1.2 NHIỆM VỤ CỦA HỆ THỐNG PHÁT LỰC: • Tiếp nhận lượng khí cháy, tạo thành chuyển động tịnh tiến piston (trong xy – lanh) biến thành làm quay trục khuỷu, tạo mơ – men có ích cho động làm việc • Bảo đảm bao kín buồng cháy, giữ khơng cho khí cháy buồng cháy lọt xuống • Các- te (hay hộp trục khuỷu) ngăn không cho dầu nhờn từ hộp trục khuỷu sục lên buồng cháy • Làm nhiệm vụ nén trình thải hút khí nạp vào buồng cháy q trình nạp ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI CỦA TỪNG BỘ PHÂN TRONG HỆ THỐNG: 1.2.1 Piston: • Nhiệm vụ: Nhiệm vụ chủ yếu piston với chi tiết khác xy-lanh, nắp xy-lanh bao kín tạo thành buồng cháy, đồng thời truyền lực khí thể cho truyền nhận lực từ truyền để nén khí • Điều kiện làm việc:  Tải trọng học lớn có chu kỳ, áp suất lớn đạt tới 120 kG/cm2, lực quán tính lớn đặc biệt động cao tốc  Tải trọng nhiệt cao piston tiếp xúc trực tiếp với khí cháy nên đạt nhiệt độ cao từ 500 – 8000K Nhiệt độ cao khiến piston chịu ứng suất nhiệt lớn gây bó kẹt, nứt, giảm sức bền, gây kích nổ vv…  Ma sát lớn ăn mịn hóa học Ma sát gây nên lực ngang nên có giá trị lớn với điều kiện bơi trơn khó khăn nên khó đảm bảo bơi trơn tốt Ăn mịn hóa học piston thường xun tiếp xúc với sản vật cháy • Yêu cầu:  Dạng đỉnh piston tạo thành buồng cháy tốt  Có độ bền độ cứng đủ để tránh biến dạng lớn chịu mài mòn  Đảm bảo bao kín buồng cháy để cơng suất động khơng bị giảm sút tượng lọt khí từ buồng cháy xuống cacte  Tản nhiệt tốt để tránh dãn nở nhiệt mức động làm việc, tránh hư hỏng piston ứng suất nhiệt • Phân loại: Theo dạng đỉnh piston SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 4 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Đỉnh bằng: diện tích chịu nhiệt nhỏ, kết cấu đơn giản Đỉnh lõm: tạo xốy lốc nhẹ, tạo thuận lợi cho trình hình thành hỗn hợp đốt cháy Tuy nhiên sức bền diện tích chịu nhiệt lớn so với đỉnh  Đỉnh chứa buồng cháy: thường gặp động Diesel   1.2.2 Chốt Piston: Là chi tiết nối Piston với truyền • Nhiệm vụ: Truyền lực tác dụng khí thể từ piston xuống truyền Chốt piston thường có cấu tạo rỗng lắp lỏng với bệ chốt piston đầu nhỏ truyền • Điều kiện làm việc: Chốt piston chịu lực va đập, tuần hoàn, nhiệt độ cao điều kiện bơi trơn khó khăn Chốt piston chịu ma sát dạng nửa ướt, chốt piston dễ bị mịn • u cầu:  Chốt piston phải chế tạo vật liệu tốt để đảm bảo sức bền độ cứng vững Bề mặt làm việc piston cần theo công nghệ đặc biệt để đảm bảo chốt có độ cứng cao, chịu mài mịn tốt  Ruột chốt phải dẻo để chống mỏi tốt Mặt chốt phải mài bóng để chống ứng suất tập trung lắp ghép với piston truyền khe hở phải nhỏ • Phân loại:  Theo kiểu lắp ghép chốt: + Cố định chốt piston bệ chốt piston + Cố định chốt piston đầu nhỏ truyền + Chốt piston lắp tự  Theo hình dạng: bề mặt bên chốt có dạng hình trụ 1.2.3 Xec – măng: • Nhiệm vụ: Đảm bảo piston di động dễ dàng xylanh Xec – măng có loại xec – măng khí xec – măng dầu Xec – măng khí làm nhiệm vụ bao kín buồng cháy tránh lọt khí cịn xec – măng dầu ngăn dầu bôi trơn từ hộp trục khuỷu sục lên buồng cháy • Điều kiện làm việc: Xec – măng chịu tải trọng học lớn (áp lực khí cháy), chịu lực qn tính lớn, có chu kỳ va đập Ngồi xec – măng cịn chịu nhiệt độ cao, ma sát lớn, ăn mịn hóa học ứng suất lắp ghép ban đầu • Yêu cầu:  Chịu nhiệt cao: đặc biệt với xec – măng khí tiếp xúc trực tiếp với khí cháy  Chịu lực va đập: làm việc lực khí thể lực quán tính tác dụng lên xec – măng SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 5 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Chịu mài mòn: làm việc xec – măng ma sát với xylanh lớn • Phân loại: có hai loại xec – măng xec – măng khí xec – măng dầu  1.2.4 Nhóm truyền: • Nhiệm vụ: Thanh truyền chi tiết trung gian, đầu nhỏ lắp ghép với piston, đầu lớn liên kết với chốt khuỷu Thanh truyền có nhiệm vụ truyền lực tác dụng từ piston đến trục khuỷu • Điều kiện làm việc: Thanh truyền có chuyển động phức tạp bao gồm: đầu nhỏ chuyển động tịnh tiến piston, thân truyền chuyển động lắc, đầu to chuyển động quay với trục khuỷu Vậy truyền chịu lực va đập tuần hồn lực khí thể, lực qn tính nhóm piston thân truyền • u cầu: Lựa chọn kích thước vật liệu chế tạo hợp lý để truyền chịu lực va đập tuần hoàn • Phân loại: Theo tiết diện thân truyền  Tiết diện hình chữ I: có sức bền theo hai phương, dùng phổ biến từ động cỡ nhỏ đến động cỡ lớn  Tiết diện hình chữ nhật, van: có ưu điểm dễ chế tạo, thường dùng động mô – tô, xuồng máy cỡ nhỏ 1.2.5 Trục khuỷu: • Nhiệm vụ: Tiếp nhận lực tác dụng từ piston tạo moment quay kéo máy công tác nhận lượng bánh đà Sau đó, truyền cho truyền piston thực q trình nén trao đổi khí xylanh • Điều kiện làm việc: Trục khuỷu chịu lực T, Z lực khí thể lực quán tính nhóm piston – truyền gây Ngồi trục khuỷu cịn chịu lực qn tính ly tâm khối lượng quay lệch tâm thân trục khuỷu truyền Những lực gây uốn, xoắn, dao động xoắn dao động ngang trục khuỷu lên ổ đỡ • Yêu cầu: Kết cấu trục khuỷu cần đảm bảo yêu cầu:  Đảm bảo động làm việc đồng đều, biên độ dao động moment xoắn tương đối nhỏ  Ứng suất sinh dao động xoắn nhỏ  Động làm việc cân rung động  Cơng nghệ chế tạo đơn giản • Phân loại: có hai loại trục khuỷu nguyên trục khuỷu ghép 1.2.6 Bánh đà: SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 6 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: VŨ VIỆT THẮNG • Nhiệm vụ: Giữ cho độ khơng đồng động nằm giới hạn cho phép Ngồi bánh đà cịn nơi lắp vành khởi động khắc vạch chia độ góc quay trục khuỷu • u cầu: Trong q trình làm việc, bánh đà tích trữ lượng dư sinh trình sinh cơng (lúc moment động có giá trị lớn moment cản nên làm cho trục khuỷu quay nhanh) để bù đắp phần lương hao hụt hành trình tiêu hao cơng (lúc moment cản có giá trị lớn moment động cơ) khiến cho trục khuỷu quay hơn, giảm biên độ dao động tốc độ góc trục khuỷu • Phân loại: Theo kết cấu:  Bánh đà dạng đĩa: bánh đà mỏng có moment quán tính nhỏ nên dùng cho động tốc độ cao  Bánh đà dạng vành: bánh đà có moment qn tính lớn  Bánh đà dạng chậu: bánh đà có dạng trung gian hai loại bánh đà trên, có moment qn tính sức bền lớn  Bánh đà dạng vành có nan hoa: để tăng moment quán tính bánh đà, phần lớn khối lượng bánh đà dạng vành xa tâm quay nối với mayơ gân kiểu nan hoa Chương II CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG: 2.1.1 Piston: Đối với động xăng để thỏa mãn yêu cầu sau đây: SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 7 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Phù hợp với hình dạng buồng cháy hướng chùm tia nhiên liệu phun vào buồng cháy để tổ chức tạo thành hỗn hợp tốt  Tận dụng xốy lốc khơng khí trình nén  Dựa mẫu động tham khảo 2AR-FE có 16 van với xylanh, có van van xả, van nạp cho xylanh làm việc, đảm bảo hiệu suất nạp tốt  Vậy piston có đỉnh chứa buồng cháy có dạng đỉnh lõm sau chọn: Hình2.1 Đỉnh piston 2.1.2 Chốt piston Để có kết cấu đơn giản dễ chế tạo tỷ số nén động xăng thiết kế không lớn nên chọn chốt piston có dạng mà bề mặt bên hình trụ 2.1.3 Nhóm truyền 2.1.3.a Đầu nhỏ truyền: Có hai dạng  Đầu nhỏ truyền có dạng hình trụ rỗng Khi chốt piston lắp tự  Đầu nhỏ truyền động dùng kiểu lắp chốt piston cố định đầu nhỏ truyền Động thiết kế công suất không lớn nên chọn phương án đầu nhỏ truyền có dạng trụ rỗng có khoan lỗ hứng dầu 2.1.3.b Thân truyền: Thân truyền có tiết diện hình chữ I sử dụng phổ biến đảm bảo sức bền theo hai phương Vậy chọn phương án thân truyền có tiết diện chữ I 2.1.3.c Đầu to truyền: Có loại sau: SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 8 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Phương án phổ biến phần đầu to truyền gắn liền với thân truyền, phần lại ghép với phần nhờ hai bulông  Phương án tương tự dùng nhiều bu lông (4 bulông) để lắp ghép với đầu to truyền Như đường kính bulơng nhỏ so với phương án Tuy nhiên nhược điểm bu lơng chịu lực khơng dẫn đến tượng mài mịn khơng đứt gãy bulơng  Tương tư phương án cắt chia đầu to truyền theo mặt nghiêng 300 đến 600 so với đường tâm truyền  Dùng chốt côn để lắp ghép đầu to truyền theo kiểu khớp lề  Do tính đơn giản phổ biến nên chọn phương án Hình 2.2.Thanh truyền 2.1.4 Trục khuỷu: Theo phân loại có hai loại trục khuỷu nguyên trục khuỷu ghép Do động xăng xylanh phổ biến dùng trục khuỷu nguyên nên chọn phương án thiết kế trục khuỷu nguyên SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 9 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2.2 GVHD: VŨ VIỆT THẮNG SƠ ĐỒ CẤU TẠO: Sau chọn tất phương án trên, ta có cấu tạo hệ thống sau Hình 2.3 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phát lực 2.3 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC: Sơ đồ nguyên lý hệ thống phát lực sau: SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 10 10 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: VŨ VIỆT THẮNG  Nắm số thơng chi tiết nhóm piston, séc măng, truyền  Bảo dưỡng sửa chữa hư hỏng chi tiết đảm bảo yêu cầu kỹ thuật  Sử dụng thành thạo thiết bị chuyên dùng vào công việc sửa chữa  Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, sẽ, đảm bảo an toàn  7.3.1 Sửa chữa piston: - Khi piston hỏng doa xi lanh phải thay piston Khi thay piston phải thay piston Piston cần đạt yêu cầu sau: - Phải chọn loại piston nhà sản xuất, khơng dùng piston khác loại có kích thước tương đương - Trọng lượng piston phải Với piston có đường kính từ 100 mm trở lên, trọng lượng piston cho phép sai lệch khơng q 15 gam, piston có đường kính nhỏ 100 mm sai lệch cho phép không gam - Đối với động ô tô không cho phép thay piston riêng lẻ : • Đối với pit-tơng có vết nứt nhỏ khơng ảnh hởng tới làm việc bình thờng động cho phép khoan chặn hai đầu vết nứt một lỗ nhỏ để tránh vết nứt phát triển • Trên bề mặt làm việc piston có vết xước nhẹ dùng giấy ráp mịn dầu đánh bóng dùng lại 7.3.2 Sửa chữa chốt píttơng: Trong q trình làm việc chốt pit-tơng chủ yếu bị mịn chịu tải trọng xung kích điều kiện bơi trơn Khi chốt pit-tơng bị mịn gây tiếng gõ động làm việc Khi cần phải thay chốt pit-tơng bạc đầu nhỏ truyền theo kích thớc sửa chữa tăng lớn quy định:0,05; 0,075; 0,10; 0,125 mm Các yêu cầu thay chốt piston: - Chốt pit-tông phải loại kích thớc sửa chữa quy định - Độ côn độ ô van phải nhỏ 0,003 mm - Trọng lượng chốt pit-tông không đợc chênh lệch gam  Thay chốt pit-tông bạc đầu nhỏ truyền  Tháo bạc đầu nhỏ truyền Tháo bạc đầu nhỏ truyền dụng cụ chuyên dùng Chọn chốt pit-tông bạc cho phù hợp - SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 105 105 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Lắp bạc vào đầu nhỏ truyền dụng cụ chuyên dùng Chú ý: Lỗ dầu bạc phải trùng với lỗ dầu truyền Doa lỗ bạc đầu nhỏ truyền kiểm tra độ khít bạc với chốt pittơng - Doa mài bóng lỗ bạc đầu nhỏ truyền kiểm tra khe hở bạc chốt pit-tơng - Kiểm tra độ khít bạc với chốt pit-tơng nhiệt độ bình thường bơi dầu máy lên chốt dùng tay đẩy chốt vào lỗ bạc đầu nhỏ truyền 7.3.3 Sửa chữa séc măng: - - - - Séc măng chi tiết nhanh mòn điều kiện làm việc chịu nhiệt độ cao, bơi trơn Khi séc măng bị mịn, gãy phải thay séc măng Khi chọn lắp thay séc măng phải vào kích thước sửa chữa xy lanh để chọn séc măng cho phù hợp Séc măng phải đảm bảo yêu cầu sau: Séc măng phải kích thước sửa chữa chủng loại Khe hở miệng từ 0,15 - 0,25 mm Nếu khe hở miệng chọn lại séc măng Không dũa miệng xéc măng Khe hở cạnh 0,015 – 0,02 mm Nếu khe hở cạnh nhỏ bơi bột rà xupáp lên kính mài mỏng séc măng đến khe hở cạnh đạt tiêu chuẩn Khe hở lưng 0,20 mm Nếu khe hở lưng chọn séc măng khác Độ lọt ánh sáng quy định, độ lọt ánh sáng khơng đạt u cầu chọn séc măng khác Các séc măng phải lắp chiều mép vát SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 106 106 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 7.3.4 GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Sửa chữa truyền: Thông rửa lỗ phun dầu, đường dầu thân truyền Các bu-lông, đai ốc bị chờn cháy ren phải thay Sửa chữa truyền bị cong: - Khi truyền bị cong thay truyền nắn truyền thiết bị chuyên dùng Nếu khơng có thiết bị chun dùng nắn truyền ê tô Tuy nhiên, sau thời gian sử dụng truyền bị cong trở lại ứng suất Sửa chữa truyền bị xoắn - Khi truyền bị xoắn phải thay truyền - Có thể nắn truyền thiết bị chuyên dùng nhng sử dụng tạm thời sau thời gian sử dụng truyền lại bị xoắn trở lại ứng suất gây nên 7.4 Tháo lắp nhóm trục khuỷu, bánh đà :  Củng cố kiến thức nhiệm vụ, cấu tạo truyền  Hiểu đợc trình tự thực công việc tháo lắp trục khuỷu - bánh đà qui trình đảm bảo yêu cầu kỹ thuật  Hiểu đợc đặc điểm cấu tạo loại trục khuỷu  Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, sẽ, khoa học đảm bảo an toàn cho ngời 7.4.1 thiết bị Nhiệm vụ, cấu tạo trục khuỷu: a Nhiệm vụ: - Trục khuỷu chi tiết quan trọng động Nó tiếp nhận lực từ pit-tông truyền qua chốt pit-tông truyền, biến lực thành mơ men quay truyền ngồi qua bánh đà Đồng thời tiếp nhận lực qn tính truyền ngược lại pit-tông kỳ nạp, nén xả b Cấu tạo trục khuỷu: SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 107 107 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG - - GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Trong trình làm việc trục khuỷu chịu tải trọng lớn thay đổi theo chu kỳ với ứng suất lớn chịu mài mịn Do trục khuỷu có hình dạng phức tạp nên thường đúc thép gang có chất lợng cao (gang cầu) Trục khuỷu gồm phận sau: • Đầu trục khuỷu: Dùng để lắp chi tiết cấu dẫn động bánh răng, puly Đầu trục khuỷu thường có lỗ ren lắp ốc khởi động động tay quay bu lơng hãm • Cổ trục khuỷu: đặt vào ổ đỡ thân máy, đỡ toàn trục khuỷu Giữa cổ trục thân máy có bạc lót • Cổ truyền (cổ biên): vị trí lắp ghép với đầu to truyền Giữa cổ truyền đầu to truyền có bạc lót Ở động nhiều xy lanh, cổ truyền đợc bố trí lệch góc định tuỳ theo số xy lanh kiểu động cơ: động thẳng hàng, động chữ V Góc gọi góc lệch khuỷu Trong cổ trục cổ truyền có khoan lỗ dẫn dầu bơi trơn số trục khuỷu, cổ truyền đợc làm rỗng để giảm nhẹ trọng lợng cổ truyền đồng thời lọc phần cặn bẩn dầu bôi trơn, hai đầu lỗ có nút ren bịt kín • Má khuỷu : Là phận nối cổ trục cổ truyền • Đối trọng : dùng để cân lực quán tính ly tâm cổ truyền đầu to truyền gây nên đảm bảo cho động khơng bị rung làm việc • Đi trục khuỷu : Có mặt bích lắp bánh đà để lắp phớt chắn dầu Trong đuôi trục khuỷu có lỗ lắp vịng bi đỡ trục sơ cấp hộp số SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 108 108 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 7.4.2 GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Nhiệm vụ cấu tạo bánh đà: a Nhiệm vụ: Bánh đà có tác dụng bảo đảm làm việc đặn động cơ, làm cho pit-tông chuyển động qua điểm chết Trong trình cháy giãn nở sinh cơng, bánh đà tích trữ lợng để cung cấp cho trình nạp, nén thải, động quay Bánh đà nơi lắp phận truyền cơng suất động ngồi b Cấu tạo: - - Bánh đà đĩa kim loại tròn, có khối lợng lớn, cân động xác Trên vành ngồi bánh đà có lắp vành để khởi động động Bánh đà lắp vào mặt bích trục khuỷu bu lơng Vật liệu chế tạo bánh đà thường gang xám, gang biến tính Đối với động có số vịng quay cao truyền mơ men lớn bánh đà đúc giập thép cácbon Vành khởi động chế tạo thép qua nhiệt luyện Trên số bánh đà có dấu xác định ĐCT piston máy số 7.4.3 Tháo lắp trục khuỷu - bánh đà: a Trình tự tháo: Xả nớc làm mát Xả dầu bôi trơn Tháo phận liên quan động ô tô: Bơm xăng, bầu lọc xăng, máy khởi động, máy phát điện, ống nước làm mát, ống hút, ống xả Tháo bầu lọc dầu bôi trơn Tháo bu lơng chân máy Đưa động ngồi, đặt giá đỡ động Tháo hộp số, ly hợp khỏi động Tháo bánh đà - Nới lỏng bu lông - Tháo rời bu lông, để lại hai bu lông đối xứng SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 109 109 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Đỡ bánh đà tháo hai bu lơng cịn lại, lấy bánh đà khỏi động Tháo vách sau động Chú ý: Nới bu-lông thứ tự hình vẽ Tháo nắp máy, đáy dầu 10 Tháo phao lọc dầu đường dầu ngang 11 Tháo cụm pit-tông, truyền, xéc măng khỏi động 12 Lật ngửa động - 13 Tháo nắ 13.Tháo nắp gối đỡ trục khuỷu - Kiểm tra dấu nắp gối đỡ Nắp gối đỡ phải có dấu thứ tự chiều lắp Nếu khơng có dấu phải đánh dấu trớc tháo - Nới lỏng dần bu lông bắt gối đỡ theo ba giai đoạn trình tự - Nắm chặt bu lông gối đỡ, lắc nắp gối đỡ lấy gối đỡ nửa bạc - Lấy dọc trục (chỉ cổ trục giữa) Chú ý: Giữ bạc nằm nắp gối đỡ, không để rơi bạc Sắp xếp nắp gối đỡ theo thứ tự 14 Nhấc trục khuỷu đặt lên giá đỡ Chú ý: Giữ nửa bạc nằm thân máy, khơng để bạc rơi ngồi 15 Gá nắp gối đỡ vào thân máy để tránh bạc không bị rơi b Lắp trục khuỷu, bánh đà: SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 110 110 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Lắp bạc lót cổ trục vào thân máy nắp gối đỡ Chú ý: Lắp nửa bạc có lỗ dẫn dầu vào thân máy Lắp nửa dọc trục vào thân máy, ý chiều có rãnh dầu quay Đặt trục khuỷu vào thân máy Lắp nửa dọc trục vào nắp gối đỡ cho rãnh dầu quay Lắp nắp gối đỡ trục khuỷu - Quan sát dấu thứ tự chiều lắp nắp gối đỡ - Lắp nắp gối đỡ vào sâo cho thứ tự chiều Bắt bu-lông giữ gối đỡ trục - Bôi lớp dầu bôi trơn lên bề mặt ren bu-lông - Vặn bu-lông vào tay nặng tay - Dùng vặn chặt bu-lông vào thành ba bước theo thứ tự quy - định Dùng sơn đánh dấu cạnh trước bu-lông Lần lợt siết thêm bu lông vào 900 cho dấu sơn quay phía Quay thử trục để kiểm tra Trục phải quay nhẹ nhàng không bị kẹt nặng Kiểm tra khe hở dọc trục trục khuỷu Khe hở phải giới hạn quy định - Khe hở quy định: 0,02 – 0,22 mm SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 111 111 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Khe hở tối đa cho phép: 0,30 mm Nếu khe hở lớn giới hạn tối đa phải thay dọc trục khác Lắp phớt chắn dầu phía sau - Bơi lớp keo làm kín lên mặt giá đỡ phớt chắn dầu - Bắt chặt giá đỡ phớt chắn dầu Lắp giá đỡ máy phát điện 10 Lắp đường ống dẫn nớc 11 Lắp bầu lọc xăng 12 Lắp cảm biến đo áp suất dầu - Làm bề mặt ren cảm biến - Bôi lớp keo lên bề mặt ren - Lắp cảm biến vào thân máy 13 Lắp nút xả nước làm mát động - Làm bề mặt ren nút xả nớc - Bôi lớp keo lên bề mặt ren - Lắp nút xả nớc vào thân máy 14 Lắp bầu lọc dầu - Thay vịng đệm - Bơi lớp keo làm kín vào đệm - Lắp bầu lọc giá đỡ vào thân máy 15 Lắp cụm pit-tông, truyền, séc măng vào động 16 Lắp phao lọc dầu đường dầu ngang 17 Lắp nắp máy, đáy dầu 18 Lắp vách sau 19 Lắp bánh đà - Bôi lớp keo lên hai ba vòng ren bu-lông - Đa bánh đà vào đuôi trục khuỷu cho vị trí định vị - Bắt chặt bu lông bánh đà 20 Lắp hộp số 21 Lắp chân máy - 7.4 Kiểm tra - Sửa chữa nhóm trục khuỷu, bánh đà :  Biết hư hỏng trục khuỷu, bánh đà nguyên nhân gây  Thực công việc kiểm tra đánh giá tình trạng kỹ thuật trục khuỷu, bánh đà  Nắm đợc phương pháp sửa chữa trục khuỷu, bánh đà Tính tốn đợc kích thước sửa chữa trục khuỷu theo kích thớc thực tế  Thực cơng việc xác, tổ chức nơi làm việc gọn gàng, sẽ, đảm bảo an toàn SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 112 112 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 7.4.1 GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Những hư hỏng trục khuỷu, bánh đà nguyên nhân gây ra: Những hư hỏng thường gặp trình làm việc trục khuỷu là: cổ trục bị mòn, bị rạn nứt; trục bị cong xoắn; bề mặt cổ trục bị xước, rỗ; trục khuỷu bị gãy; rãnh then, lỗ ren, lỗ bu lông bắt bánh đà bị biến dạng… a Cổ trục, cổ truyền bị mòn: - Khi động làm việc, tác dụng áp lực khí cháy xy lanh làm cho bề mặt cổ trục cổ truyền bị mòn Cổ trục cổ truyền thường bị mịn khơng Khi trục khuỷu quay, lực ly tâm đầu to truyền sinh làm cho truyền có xu hướng rời khỏi cổ truyền thường xuyên ép vào bề mặt phía (gần đường tâm trục khuỷu) Do tác dụng lâu dài lực ly tâm nên bề mặt phía cổ trục truyền bị mịn nhiều phía ngồi Tương tự vậy, cổ trục mặt gần kề cổ trục truyền bị mòn nhiều - Mặt khác, dầu bôi trơn dới tác dụng lực ly tâm làm cho tạp chất cứng có trọng lượng lớn văng tập trung đầu cổ trục gây mòn côn cho cổ trục truyền - Cổ trục truyền thường mịn nhanh cổ chính, lượng mịn cổ trục truyền thường gấp lần lượng mòn cổ Trong cổ chính, lượng mịn cổ khơng nhau, cổ gần bánh đà mòn nhiều cổ khác - Sự mài mịn cổ trục cổ truyền làm bán kính quay trục khuỷu tăng lên dẫn đến làm tăng tỷ số nén, chi tiết nhóm pittơng, truyền, séc măng bị mịn nhanh ảnh hưởng khơng tốt đến trình làm việc động Đồng thời khe hở lắp ghép chi tiết tăng lên làm điều kiện bôi trơn đi, áp lực dầu bơi trơn giảm, mài mịn chi tiết tăng lên b Trục khuỷu bị cong xoắn: - Nguyên nhân gây biến dạng cong xoắn trục khuỷu chủ yếu do: - Khe hở gối đỡ cổ trục lớn, làm việc có va vấp q trình làm việc chịu mơ men xoắn lớn, gối đỡ bị cháy làm trục khuỷu quay khó khăn - Khe hở gối đỡ cổ trục nhỏ mô men xiết ốc cổ trục khơng đều, xiết ốc khơng trình tự quy định - Động tăng ga đột ngột làm trục khuỷu chịu ứng suất lớn gây biến dạng đột ngột làm trục khuỷu bị xoắn cong Ngoài làm việc động không ổn định, trục khuỷu chịu lực khơng đều, vị trí chi tiết cấu khuỷu trục truyền không làm cho trục khuỷu bị cong, xoắn c Trục khuỷu bị rạn nứt, gãy: SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 113 113 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Trong trình làm việc, trục khuỷu bị rạn nứt Vết nứt thường xảy phần tiếp giáp cổ trục, cổ truyền má khuỷu (vai trục) Có nhiều nguyên nhân làm trục khuỷu bị rạn nứt - Bán kính góc lợn má khuỷu với cổ trục, cổ truyền không gây ứng suất tập trung - Khe hở gối đỡ cổ trục lớn gây va đập theo chu kỳ tạo nên ứng suất thay đổi gây rạn nứt Vết nứt xuất phát triển nhanh gây gãy trục khuỷu d Bề mặt cổ trục, cổ truyền, gối đỡ bị xước, cháy: - Ngồi hư hỏng mịn, trục khuỷu thường hư hỏng cổ trục, cổ truyền bị xước, cháy rỗ Nguyên nhân gây xước, cháy rỗ do: - Điều kiện chất lượng dầu bơi trơn kém, dầu có nhiều tạp chất bụi bẩn, có lẫn hạt mài bị rị rỉ nước vào hệ thống bơi trơn, đường dầu bôi trơn bị tắc… - Khe hở bạc cổ trục, cổ truyền nhỏ, trình làm việc sinh nhiệt làm cháy rỗ bề mặt cổ trục - Lắp ráp không đúng, lỗ dầu bạc không trùng với đường dầu thân máy làm cho dầu bôi trơn không vào bề mặt cổ trục, cổ truyền e Vành khởi động bị mòn, sứt mẻ: - Vành khởi động thường bị mòn, bị sứt mẻ làm việc lâu ngày, va đập trình khởi động động Khi vành khởi động bị mịn, sứt mẻ làm cho q trình vào khớp bánh gặp khó khăn, có tiếng kêu khởi động f Bề mặt làm việc bánh đà bị mòn, xước, cháy: - - - Bề mặt tiếp xúc với ly hợp thường bị mòn, xước, cháy ly hợp trượt q trình đóng mở ly hợp đĩa ma sát mòn, đĩa ép bị vỡ hay lò xo ép bị hỏng… Khi bề mặt làm việc bánh đà bị mòn, xước, cháy làm giảm ma sát đĩa ma sát bánh đà làm tăng trượt ly hợp g Bánh đà bị rạn nứt: - 7.4.2 Trong trình làm việc, bánh đà bị nứt, vỡ tải có khuyết tật chế tạo Kiểm tra, sửa chữa trục khuỷu a Kiểm tra trục khuỷu bị xớc, cháy rỗ, rạn nứt:  Kiểm tra: SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 114 114 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG - GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Quan sát toàn trục khuỷu phát vết xước, cháy rỗ, rạn nứt  Sửa chữa: - Nếu trục khuỷu có vết rạn nứt phải thay trục khuỷu Nếu bề mặt trục khuỷu có vết cháy rỗ, vết xước nhẹ dùng vải ráp mịn bôi lớp dầu bôi trơn dùng đá dầu mài bóng cổ trục cổ truyền Nếu có vết cháy rỗ, xước sâu phải mài trục khuỷu máy mài chuyên dùng có cấu dịch tâm b Kiểm tra độ mòn cổ trục cổ truyền: Dùng pan me đo để kiểm tra độ mịn cơn, mịn van cổ trục cổ truyền Kiểm tra độ mịn van: - • Đo kích thước cổ trục cổ truyền hai vị trí vng góc mặt cắt ngang Độ ô van cổ trục cổ truyền xác định hiệu số hai lần đo Chú ý: Không đo sát vào lỗ dầu bôi trơn Độ ô van cho phép: 0,05 mm Kiểm tra độ mịn cơn: • Đo kích thước cổ trục cổ truyền hai vị trí mặt cắt dọc (phía ngồi cổ truyền vị trí mịn nhiều nhất) Độ mịn hiệu số hai lần đo Chú ý: Vị trí đo cách má khuỷu – 10 mm, khơng đo sát má khuỷu Độ mịn cho phép: 0,05 mm Sửa chữa: • Nếu độ ô van độ côn vượt giới hạn cho phép phải sửa chữa trục khuỷu cách mài cổ trục, cổ truyền theo kích thước sửa chữa quy định (theo cốt sửa chữa) Mỗi cốt sửa chữa, đờng kính cổ trục cổ truyền giảm 0,25 mm SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 115 115 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: VŨ VIỆT THẮNG • Khi mài trục khuỷu tiến hành thiết bị chuyên dùng máy mài có cấu dịch tâm Trước mài phải xác định bán khính góc lợn sửa đá theo bán kính góc lượn Sau mài cổ trục cổ truyền cần đánh bóng để đạt độ bóng theo yêu cầu Độ bóng phải đạt Ä9 - Ä10 • Sau mài cổ trục cổ truyền phải thay bạc lót theo kích thớc sửa chữa tương ứng cạo rà bạc để đảm bảo tiếp xúc tốt  Diện tích tiếp xúc sau cạo bạc: 75%  Vết tếp xúc phân bố toàn bề mặt bạc Chú ý: Tuỳ vào độ mịn tình trạng kỹ thuật thực tế cổ trục cổ truyền mà sửa chữa toàn sửa chữa cổ truyền hay cổ trục không sửa chữa riêng lẻ cổ trục hay cổ truyền Tất cổ trục cổ truyền phải sửa chữa theo kích thớc để đảm bảo cân động c Kiểm tra độ cong, độ xoắn trục khuỷu: Kiểm tra độ cong trục khuỷu: • Đặt khuỷu lên hai gối đỡ (hoặc lắp lên mũi chống tâm), cho mũi tiếp xúc đồng hồ so tiếp xúc với cổ trục giữa, quay trục khuỷu vòng đồng thời quan sát dao động kim đồng hồ phạm vi Lấy trị số trừ độ ô van cổ trục ta độ cong trục khuỷu Độ cong cho phép: 0,03 – 0,05 mm Kiểm tra độ xoắn trục khuỷu: • Lắp trục khuỷu lên giá đỡ, cho cổ truyền nằm vị trí nằm ngang, dùng thước đo chiều cao đo khoảng cách từ cổ trục truyền có đường tâm đến mặt bàn máy, độ chênh lệch hai khoảng cách đo độ xoắn trục khuỷu SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 116 116 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Độ xoắn cho phép < 0,10mm • Nếu độ cong, độ xoắn trục khuỷu vượt giới hạn cho phép phải sửa chữa Sửa chữa: • Nếu trục khuỷu xoắn giới hạn cho phép phải thay trục khuỷu • Nếu trục khuỷu bị cong nắn trục khuỷu máy ép thuỷ lực 20 theo phương pháp nắn nguội: • Đặt trục khuỷu lên hai giá chữ V, xoay chiều cong trục khuỷu cố định trục khuỷu lại Tác dụng lực vào cổ trục theo chiều ngược với chiều cong trục khuỷu Để tránh làm hỏng cổ trục cần đặt đồng đệm lót vào cổ trục Phía cổ trục đặt đồng hồ so để theo dõi độ biến dạng trục khuỷu khống chế lực tác dụng Nếu trục khuỷu bị cong nhiều phải tiến hành nắn nhiều lần để tránh làm trục khuỷu biến dạng nhiều gây nứt gãy trục d Kiểm tra bán kính quay trục khuỷu: - Dùng thước đo chiều cao đo khoảng cách vị trí cao thấp cổ trục truyền (khoảng cách a), sau chia đơi khoảng cách đo bán kính quay trục khuỷu (1/2a) Bán kính quay cổ trục truyền không chênh lệch 0,15 mm e Kiểm tra độ đảo mặt bích lắp bánh đà: - Đưa trục khuỷu lên giá đỡ chữ V hai mũi chống tâm máy tiện, cho đầu tiếp xúc đồng hồ so tiếp xúc với mép ngồi mặt bích, quay trục khuỷu vịng đồng thời quan sát dao động kim đồng hồ Khoảng dao động kim đồng hồ so độ đảo mặt bích lắp bánh đà Độ vênh cho phép < 0,10 mm f Kiểm tra khe hở cổ trục, cổ truyền bạc lót: Dùng phương pháp kẹp chì để kiểm trau Chú ý: Khi kiểm tra phải xiết ốc mô men quy định - SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 117 117 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Khơng quay trục khuỷu q trình kiểm tra g Kiểm tra khe hở hớng trục trục khuỷu: - - 7.4.3 Lắp trục khuỷu vào thân máy, xiết ốc đủ lực Dùng đòn bẩy đẩy trục phía sau Đặt vào khe hở dọc trục phía trớc má khuỷu Chiều dày khe hở dọc trục trục khuỷu Khe hở tối đa cho phép: 0,30 mm Nếu khe hở lớn quy định phải thay dọc trục có chiều dày lớn Kiểm tra, sửa chữa bánh đà: a Kiểm tra bánh đà bị mòn, xước, cháy bề mặt tiếp xúc với đĩa ma sát: - Quan sát toàn bề mặt bánh đà để phát vết mòn, vết xước, cháy vết nứt vỡ Nếu bánh đà bị nứt vỡ thay bánh đà Nếu vành khởi động q mịn phải thay vành Nếu vành có bị sứt mẻ phải thay vành - Khi bề mặt làm việc bánh đà bị mịn, xước, cháy phải mài lại máy mài phẳng đưa lên máy tiện để tiện láng hết vết mòn, xớc, cháy - Sau mài, bề mặt làm việc phải đạt độ bóng Ä6 - Ä7 b Kiểm tra độ đảo bánh đà: - Dùng thước phẳng để kiểm tra độ không phẳng bề mặt làm việc - Dùng mũi chống tâm đồng hồ so để kiểm tra độ đảo bánh đà: - Lắp bánh đà vào trục khuỷu kiểm tra độ đảo bánh đà giống phần kiểm tra độ đảo mặt bích lắp bánh đà Độ đảo cho phép < 0,05 mm Chú ý: Phải kiểm tra sửa chữa độ đảo mặt bích lắp bánh đà trước khikiểm tra độ đảo bánh đà - c Kiểm tra lỗ ren bánh đà: - - Quan sát lỗ ren bánh đà, lỗ ren bị hư hỏng phải sửa chữa cách khoan rỗng lỗ, dùng tarô làm lại ren thay bu lông tương ứng với lỗ ren Sau sửa chữa bánh đà, độ không cân động bánh đà không lớn 25 gam Bề mặt làm việc bánh đà phải vng góc với đường tâm trục khuỷu, độ khơng vng góc < 0,15 mm SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 118 118 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG - GVHD: VŨ VIỆT THẮNG Không thay bánh đà động sang động khác chưa kiểm tra cân động TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Văn Thị Bông – Vy Hữu Thành – Nguyễn Đình Hùng, Hướng dẫn đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong, Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP HCM [2] Hồ Tấn Chuẩn – Nguyễn Đức Phú – Trần Văn Tế – Nguyễn Tất Tiến, Kết cấu tính tốn động đốt (Tập II), Nhà xuất giáo dục Hà Nội [3] Nguyễn Hữu Lộc tác giả, Cơ sở thiết kế máy tập – 2, Trường Đại học Bách Khoa TP HCM, 1999 [4] Ninh Đức Tốn, Dung sai lắp ghép, Nhà xuất giáo dục Việt Nam [5] Vũ Tiến Đạt, Vẽ khí, Nhà xuất ĐHQG TP HCM SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ MSSV: G1002430 119 119 ... -8 731 .37 - 938 4 .39 7 - 939 7.8 93 -9189.64 -9080 .34 3 -9189.64 - 939 7.8 93 - 938 4 .39 7 -8 731 .37 -7064.612 -4191.199 -194.7567 4540.1714 938 4 .39 69 135 89.091 32 32 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 34 5 36 0... 285 30 0 31 5 33 0 jp1 132 71.5414 12819 .32 46 114 93. 492 938 4 .39 69 6 635 .77068 34 34.92766 8.1298E- 13 -34 34.9277 -6 635 .7707 - 938 4 .39 69 -114 93. 492 -12819 .32 5 - 132 71.541 -12819 .32 5 -114 93. 492 - 938 4 .39 69... 15.87228 12.9 033 3 9.085126 4.68 835 5 6.65E-15 -4.68 836 -9.085 13 -12.9 033 -15.87 23 -17.7607 -18.40 93 -17.7607 -15.87 23 -12.9 033 -9.085 13 -4.68 836 -8.9E-15 0.0051 837 34 0.004 733 1 53 0.0 032 002 13 0.0 032 94529