THIẾT kế ĐỘNG cơ đốt TRONG NHIỆM vụ THIẾT kế hệ THỐNG PHÁT lực ĐỘNG cơ 3 XI LANH

ĐAMH: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG NHIỆM VỤ: THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÁT LỰC ĐỘNG CƠ XI-LANH MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU Trang Chương Phân tích điều kiện làm việc, yêu cầu hệ thống Pít – tơng Chốt pít – tơng Xéc măng 3 4 Nhóm truyền Trục khuỷu Bánh đà 4 Chương Chọn phương án thiết kế hệ thống Phân tích phương án Sơ đồ cấu tạo Nguyên lý làm việc Tính tốn nhiệt 4.1 Giới thiệu 4.2 Các thông số cho trước động 4.3 Chọn thơng số cho tính tốn nhiệt 4.4 Tính tốn nhiệt Tính tốn động học 5.1 Chuyển vị piston 5.2 Vận tốc piston 5.3 Gia tốc piston Tính tốn động lực học 6.1 Sơ đồ lực, momen tác dụng lên cấu truyền trục khuỷu 6.2 Lực khí thể Pkt 7 9 9 11 23 23 26 28 29 30 32 6.3 Lực quán tính chi tiết chuyển động 6.4 Hệ lực tác dụng lên cấu truyền – trục khuỷu 33 37 6.5 Moment quay trục khuỷu động xylanh 6.6 Moment quay trục khuỷu động nhiều xylanh 40 40 6.7 Moment quay trung bình trục khuỷu động nhiều xylanh 6.8 Lực tác dụng lên chốt khuỷu 41 41 Chương Tính chọn thơng số bố trí chung hệ thống Đại cương thiết kế bố trí chung động đốt Các thông số kết cấu kích thước hệ thống 44 45 2.1 Pit-tông 44 2.2 Thanh truyền 46 2.3 Trục khuỷu 47 2.4 Bánh đà 49 Chương Thiết kế tính tốn cụm, chi tiết hệ thống Tính bền pít – tơng Tính bền chốt pít – tơng Tính bền séc – măng Tính bền nhóm truyền Tính bền trục khuỷu 50 54 58 60 66 Chương Quy trình tháo, lắp, điều chỉnh, bảo dưỡng sửa chữa hệ thống Tháo nhóm piston, séc – măng, truyền Kiểm tra tình trạng kỹ thuật nhóm pit – tơng, séc – măng, truyền Sửa chữa nhóm pit – tông, séc – măng, truyền Tháo lắp nhóm trục khuỷu, bánh đà Kiểm tra – sửa chữa nhóm trục khuỷu, bánh đà 94 98 102 105 110 Kết luận 116 Tài liệu tham khảo 117 LỜI NĨI ĐẦU Trong xã hội đại cơng nghiệp ngày nay, khơng phủ nhận vai trò quan trọng động đốt Động đốt xuất nhiều lĩnh vực thiết yếu sống như: sản xuất công nghiệp, nông nghiệp hay giao thơng vận tải Ở nước có cơng nghiệp phát triển song có cơng nghiệp sản xuất, chế tạo động tiên tiến, để đáp ứng nhu cầu nước mà để xuất Việt Nam có khoa học cơng nghệ cịn lạc hậu, chưa thể tự sản xuất động tốt, công suất lớn không mà xem nhẹ việc phát triển ngành công nghiệp chế tạo động đốt Hiện nay, nhờ tập trung nghiên cứu chuyển giao cơng nghệ, sản xuất động diesel cỡ nhỏ tương lai ngày hoàn thiện Trong chương trình đào tạo kỹ sư tơ khoa Kỹ Thuật Giao Thông, trường Đại học Bách Khoa TP HCM, đồ án môn học Thiết kế động đốt môn học tối quan trọng, nhằm trang bị cho sinh viên phương pháp luận để thiết kế động đốt hiểu biết sâu sắc kết cấu tính tốn thiết kế động Để giúp sinh viên nắm vững lý thuyết học để làm quen với trình tự thiết kế động theo thực tế bên ngồi, mơn tơ đưa vào môn học Đồ án thiết kế động đốt Vì lần thực đồ án chuyên ngành động đốt nên khơng tránh khỏi sai xót,em kính mong q Thầy (Cơ) góp ý thiếu xót, khuyết điểm em Đồ án này, để em rút kinh nghiệm cố gắng hồn thiện tốt kiến thức chuyên ngành Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đình Hùng tận tình hướng dẫn em hồn thành đồ án Kính chúc q Thầy (Cơ) ln dồi sức khỏe thành cơng HỒ NGUYỄN CƠNG MINH CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU HỆ THỐNG  Nhiệm vụ hệ thống phát lực : - Nhóm chi tiết phát lực có nhiệm vụ biến áp lực khí thể cháy sinh xylanh thành mô men trục khuỷu động để dẫn động máy cơng tác - Nhóm chi tiết phát lực bao gồm : nhóm pit-tơng, nhóm truyền, nhóm trục khuỷu bánh đà Pit-tơng : a) Công dụng : - Pit-tông chi tiết máy quan trọng động đốt Trong trình làm việc động cơ, pit-tơng tiếp nhận lực khí thể truyền lực cho truyền (trong trình cháy giãn nở ) để làm quay trục khuỷu; nén khí q trình nén; đẩy khí thải khỏi xylanh trình thải hút khí nạp vào buồng cháy q trình nạp b) Điều kiện làm việc pit-tông : - Trong q trình làm việc động cơ, pit-tơng chịu lực lớn, nhiệt độ cao ma sát mài mòn lớn Lực tác dụng nhiệt độ cao khí thể lực quán tính sinh gây nên ứng suất học ứng suất nhiệt pit-tông, cịn mài mịn thiếu dầu bơi trơn mặt ma sát pit-tông với xylanh chịu lực c) Kết cấu : Pit-tơng gồm phần : - Đỉnh pit-tông phần pit-tông với xylanh quy-lát tạo thành buồng cháy Ta thiết kế đỉnh pit-tơng theo dạng đỉnh bằng, có tiết diện chịu nhiệt bé nhất,kết cấu đơn giản dễ chế tạo - Đầu pit-tông bao gồm đỉnh pit-tông vùng đai lắp xecmăng dầu khí, làm nhiệm vụ bao kín - Thân pit-tơng phần phía rãnh xecmăng dầu cuối đầu pit-tông, làm nhiệm vụ dẫn hướng pit-tông Chốt pit-tông : a) Công dụng : - Chốt pit-tông chi tiết máy nối piston với truyền, truyền lực tác dụng khí thể tác dụng pit-tơng cho truyền để làm quay trục khuỷu Vì vậy, chi tiết máy đơn giản quan trọng b) Điều kiện làm việc yêu cầu : - Trong q trình làm việc, chốt pit-tơng chịu lực khí thể lực quán tinh lớn Mà chốt pit-tông lại khó chuyển động xoay trịn bệ chốt nên khó bôi trơn Ma sát dạng nửa ướt, chốt pit-tông dễ bị mòn - Nên yêu cầu phải chế tạo pit-tông vật liệu tốt để đảm bảo sức bền độ cứng vững Chốt pit-tông phải nhiệt luyện theo công nghệ đặc biệt, đảm bảo bề mặt làm việc chốt có độ cứng cao, chống mịn tốt, ruột chốt lại phải dẻo để chống mỏi tốt Mặt chốt phải mài bóng để tránh ứng suất tập trung, lắp ráp khe hở phải nhỏ c) Vật liệu chế tạo : - Vật liệu chế tạo chốt piston thép hợp kim Xéc măng : a) Công dụng : - Xéc măng dùng để bao kin buồng cháy khơng cho khí cháy lọt xuống đáy dầu không cho dầu lọt vào buồng cháy - Xéc măng truyền phần lớn nhiệt lượng từ đầu pit-tông sang thành xylanh nước làm mát không khí để làm mát cho động b) Điều kiện làm việc : - Xéc-măng làm việc điều kiện xấu : chịu nhiệt độ cao, áp suất va đập lớn, ma sát mài mòn nhiều chịu ăn mòn hóa học khí cháy dầu nhờn c) Vật liệu chế tạo : - Hầu hết ngày nước giới nước ta dùng gang xám hợp kim để chế tạo xéc măng Nhóm truyền : a) Cơng dụng : - Biến chuyển động tịnh tiến pit-tông thành chuyển động quay trịn trục khuỷu, nhận lực pit-tơng biến thành mơ men trục khuỷu Nhận lực qn tính quay trịn trục khuỷu truyền chuyển động cho pit-tơng b) Điều kiện làm việc : - Thanh truyền có chuyển động phức tạp - Chịu lực quán tính chuyển động thẳng, chịu lực quán tính chuyển động quay c) Kết cấu : - Nhóm truyền bao gồm chi tiết : đầu nhỏ truyền, bạc lót đầu nhỏ nắp đầu to truyền, hai nửa bạc lót đầu to truyền, đầu to truyền, đai ốc bulông truyền Trục khuỷu : a) Nhiệm vụ : - Trục khuỷu chi tiết quan trọng nhất, cường độ làm việc lớn giá thành cao động - Tiếp nhận lực tác dụng pit-tông truyền qua truyền biến chuyển động tịnh tiến pit-tông thành chuyển động quay trục để đưa cơng suất ngồi (dẫn động máy công tác khác) b) Điều kiện làm việc : - Chịu tác dụng lực khí thể xylanh - Lực quán tính chuyển động tịnh tiến nhóm pit-tơng - Lực qn tính trục khuỷu - Những lực có trị số lớn thay đổi theo chu kỳ định nên có tính chất va đập mạnh c) Yêu cầu kỹ thuật : - Trục khuỷu phải có sức bền lớn, độ cứng vững lớn, trọng lượng nhỏ mịn - Độ xác gia cơng cao - Các bề mặt làm việc trục khuỷu cần có độ bóng bề mặt độ cứng cao - Không xảy tượng dao động cộng hưởng phạm vi tốc độ sử dụng - Kết cấu trục khuỷu phải đảm bảo tính cân tính đồng dộng - Đảm bảo tính cơng nghệ dễ chế tạo d) Chọn phương án thiết kế : - Vật liệu chế tạo : thép Cacbon - Sử dụng phương pháp bối trơn cưỡng mạch dầu - Sử dụng trục khuỷu co chốt khuỷu rỗng Bánh đà : a) Cơng dụng : - Tích trữ lượng dư sinh hành trình sinh cơng để bù đắp phần lượng thiếu hụt hành trình tiêu hao cơng, khiến cho trục khuỷu quay đồng b) Vật liệu chế tạo : - Động tốc độ cao : thép bon có thành phần bon thấp CHƯƠNG 2: CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG Phân tích phương án a) Theo số xi - lanh - Động xilanh: Đơn giản, số lượng chi tiết máy ít, dễ chế tạo, song thỏa mãn nhu cầu tăng cơng suất được, tăng cơng suất động có đường kính xilanh lớn, khối lượng nhóm pít - tơng lớn làm tăng lực qn tính khối lượng chi tiết máy khác truyền, trục khuỷu…cũng lớn, cồng kềnh, tính ưu việt giảm sút - Động nhiều xilanh: Từ nhược điểm động xilanh,biện pháp tốt để tăng công suất động tăng số xilanh - Động đứng: Là loại động đốt có xilanh lắp đặt theo phương thẳng đứng Động đứng chiếm tuyệt đại phận - Động nằm: Gồm loại động đốt có xilanh lắp đặt theo phương nằm ngang Thường dùng máy nơng nghiệp kết cấu đơn giản, cơng suất thường nhỏ - Động hình sao: Gồm động mà đường tâm xilanh nằm mặt phẳng thẳng góc với đường tâm trục khuỷu Động có nhiều xilanh xếp theo hình 3,5,7,9 cánh b) Theo số hàng xilanh - Động hàng xilanh: Là loại động thường thấy, thường dùng làm động tĩnh tại, ôtô máy kéo, tàu thủy…để giảm đến mức thấp rung động chuyển động thẳng đứng píttơng mang lại êm dịu động bố trí nhiều xilanh, động thẳng hàng thường có hay xilanh - Động hai hàng xi - lanh: Loại động kiểu trước thường dùng máy bay động chữ V làm mát nước, sau dùng nhiều ơtơ xe tăng, nói động chữ V chiếm ưu tuyệt đối xe du lịch có cơng suất lớn - Động ba hàng xi - lanh: Bố trí theo hình chữ W trước thường dùng cho máy bay cịn khơng dùng nữa, dùng số loại xe tăng ngày - Động bốn hàng xi - lanh: Thường dùng ngành hàng khơng Cách bố trí theo kiểu chữ X,H hay hai chữ V chắp vào c) Chọn phương án thiết kế Từ phân tích ưu nhược điểm loại động đốt ta chọn động thiết kế động xi – lanh thẳng hàng Vì kích thước khơng cồng kềnh, khả cân tốt , kết cấu đơn giản, không phức tạp loại động chữ V hay W Sơ đồ cấu tạo Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý     Thứ tự nổ: – – Góc lệch cơng tác: 2400 Góc lệch trục khuỷu: 1200 Bảng thứ tự nổ: Nguyên lý làm việc Trong động đốt kiểu pit-tông cụm chi tiết chuyển động (pit-tơng, truyền, trục khuỷu) làm việc ngun tắc sau: - Nhóm pit-tơng chuyển động tịnh tiến lên xuống truyền lực khí thể cho truyền - Nhóm truyền chi tiết chuyển động trung gian, có chuyển động phức tạp để biến chuyển động tịnh tiến pit-tông thành chuyển động quay trục khuỷu - Trục khuỷu chi tiết máy quan trọng nhất, có chuyển động quay truyền công suất động ngồi để dẫn động máy cơng tác khác - Theo chu kỳ lý thuyết, kỳ khởi điểm chết mà chấm dứt điểm chết Trong động bốn kỳ kỳ thực q trình có: Hình 2.2 Các kỳ động - Kỳ nạp/hút : pit-tông nhận lượng từ bánh đà thông qua kết cấu trục khuỷu truyền dịch chuyển từ ĐCT xuống ĐCD thực q trình nạp mơi chất công tác - Kỳ nén : pit-tông nhận lượng từ bánh đà thông qua kết cấu trục khuỷu truyền dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT, thực q trình nén, thể tích xylanh nhỏ lại từ Va đến Vc - Kỳ sinh công : xảy q trình cháy – giãn nở sinh cơng Pit-tơng nhận áp lực từ khí cháy sinh xylanh động dịch chuyển từ ĐCT xuống ĐCD truyền ngồi cho thiết bị cơng tác thơng qua cấu trục khuỷu – truyền - Kỳ thải/xả/thoát : pit-tông tiếp tục nhận lượng từ bánh đà thông qua cấu truc khuỷu – truyền, dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT thực trình thải sản vật cháy ngồi Tính tốn nhiệt 4.1 Giới thiệu Tính tốn nhiệt đơng đốt (ĐCĐT) chủ yếu xây dựng lý thuyết đồ thị công thị động cần thiết kế thơng qua việc tính tốn thơng số nhiệt đơng học chu trình cơng tác động gồm trình : Nạp – Nén – Cháy – Dãn nở 4.2 Các thông số cho trước động Trường hợp thiết kế động : a Loại động : Diesel DI / xylanh / Áp suất phun 2.94 – 3.24 MPa b Công suất : Ne/ nN = 26,1 / 2800 [kW/ v/p] c Số vòng quay : nmax = 2800 [v/p] d Tỷ số nén :  = 18 e Các thông số kết cấu : Tỷ số S / D = 92.4 / 87 [mm x mm] Suy : Dung tích xylanh V = 1647 [cm3] 4.3 Chọn thơng số cho tính tốn nhiệt : 4.3.1 Áp suất khơng khí nạp (po) Áp suất khơng khí nạp chọn áp suất khí : po = 0.1013 [MN/m2] 4.3.2 Nhiệt độ khơng khí nạp (T0) Nước ta khu vực nhiệt đới, nhiệt độ trung bình ngày chọn t kk = o 29 C Do đó: To = (tkk + 273)K = 29 + 273 = 302 K 4.3.3 Áp suất khí nạp trước xupap nạp (pk) Động bốn kỳ không tăng áp: pk = po = 0.1013 [MN/m2] - Độ cong tối đa cho phép 0,05 chiều dài 100 mm Nếu độ cong lớn mức tối đa phải thay truyền dùng dụng cụ chuyên dùng để nắn lại e Kiểm tra độ xoắn truyền: - Dùng dụng cụ chuyên dùng để kiểm tra độ xoắn (độ vặn) Độ xoắn tối đa cho phép 0,15 chiều dài 100 mm Nếu độ xoắn lớn mức tối đa cho phép phải thay truyền Sửa chữa nhóm pit-tơng, séc-măng, truyền :  Nắm số thông chi tiết nhóm pit-tơng, 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 3.1 Sửa chữa píttơng: - - Khi pit-tơng hỏng doa xi lanh phải thay pit-tơng Khi thay pit-tơng phải thay pit-tông Pit-tông cần đạt yêu cầu sau: Phải chọn loại pit-tông nhà sản xuất, khơng dùng pit-tơng khác loại có kích thước tương đương Trọng lượng pit-tông phải Với pit-tơng có đường kính từ 100 mm trở lên, trọng lượng pit-tông cho phép sai lệch khơng q 15 gam, pit-tơng có đường kính nhỏ 100 mm sai lệch cho phép không gam Đối với động ô tô không cho phép thay pittông 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 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 103 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 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 3.3 Sửa chữa séc măng: - Séc măng chi tiết nhanh mòn điều kiện làm việc chịu nhiệt độ cao, bôi trơn Khi séc măng bị mòn, 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: 104 - 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 q 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 không đạt yêu cầu chọn séc măng khác Các séc măng phải lắp chiều mép vát 3.4 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 chun dùng Nếu khơng có thiết bị chun dùng nắn truyền ê tô Tuy nhiên, sau thời gian sử dụng truyền bị cong trở lại cịn 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 Tháo lắp nhóm trục khuỷu, bánh đà :  Củng cố kiến thức nhiệm vụ, cấu tạo truyền  Hiểu đợc trình tự thực cơng 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 thiết bị 105 4.1 Nhiệm vụ, cấu tạo trục khuỷu: a Nhiệm vụ: - Trục khuỷu chi tiết quan trọng động Nó tiếp nhận lực từ pit-tơng truyền qua chốt pit-tơng 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: - - 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 lông hãm  Cổ trục khuỷu: đặt vào ổ đỡ thân máy, đỡ tồn 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 bôi trơn số trục khuỷu, cổ truyền đợc làm rỗng để giảm nhẹ trọng lợng 106 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 không bị rung làm việc  Đuôi trục khuỷu : Có mặt bích lắp bánh đà để lắp phớt chắn dầu Trong trục khuỷu có lỗ lắp vòng bi đỡ trục sơ cấp hộp số 4.2 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 trịn, 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 đuôi trục khuỷu bu lông 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 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 lông chân máy Đưa động ngoài, đặt giá đỡ động Tháo hộp số, ly hợp khỏi động 107 Tháo bánh đà - Nới lỏng bu lông - Tháo rời bu lông, để lại hai bu lông đối xứng - 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 nhhình 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 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 lơng 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, khơng để rơi bạc ngồi 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 108 b Lắp trục khuỷu, bánh đà: 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 109 - Khe hở quy định: 0,02 – 0,22 mm - 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 vịng ren bu-lơng - Đa bánh đà vào trục khuỷu cho vị trí định vị - Bắt chặt bu lông bánh đà 20 Lắp hộp số 21 Lắp chân máy Kiểm tra - Sửa chữa nhóm trục khuỷu, bánh đà :  Biết hư hỏng trục khuỷu, bánh đà nguyên nhân gây  Thực cơng 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 110 5.1 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 mịn nhiều Mặt khác, dầu bơi trơn dới tác dụng lực ly tâm làm cho tạp chất cứng có trọng lượng lớn văng tập trung đầu cổ trục gây mịn cho cổ trục truyền Cổ trục truyền thường mòn nhanh cổ chính, lượng mịn cổ trục truyền thường gấp lần lượng mịn cổ Trong cổ chính, lượng mịn cổ khơng nhau, cổ gần bánh đà mịn nhiều cổ khác Sự mài mòn 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 q trình làm việc động Đồng thời khe hở lắp ghép chi tiết tăng lên làm điều kiện bôi trơn đi, áp lực dầu bôi trơn giảm, mài mòn 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 mô men xoắn lớn, gối đỡ bị cháy làm trục khuỷu quay khó khăn 111 - Khe hở gối đỡ cổ trục nhỏ mô men xiết ốc cổ trục không đều, xiết ốc không 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 Ngồi làm việc động khơng ổn định, trục khuỷu chịu lực không đều, vị trí chi tiết cấu khuỷu trục truyền khơng làm cho trục khuỷu bị cong, xoắn c Trục khuỷu bị rạn nứt, gãy: - Trong q 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 bôi trơn kém, dầu có nhiều tạp chất bụi bẩn, có lẫn hạt mài bị rị rỉ nước vào hệ thống bôi 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 mòn, sứt mẻ làm cho 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: 112 - Trong trình làm việc, bánh đà bị nứt, vỡ tải có khuyết tật chế tạo 5.2 Kiểm tra, sửa chữa trục khuỷu a Kiểm tra trục khuỷu bị xớc, cháy rỗ, rạn nứt:  Kiểm tra: - 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, không đo sát má khuỷu Độ mịn cho phép: 0,05 mm 113 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  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 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 114 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 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 khơng 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 vòng 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 115 Chú ý: Khi kiểm tra phải xiết ốc mô men quy định Không quay trục khuỷu trình kiểm tra g Kiểm tra khe hở hớng trục trục khuỷu: - Lắp trục khuỷu vào thân máy, xiết ốc đủ lực Dùng địn 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 5.3 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 kiểm 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 116 - Khơng thay bánh đà động sang động khác chưa kiểm tra cân động KẾT LUẬN Đồ án thiết kế động đốt môn học bổ ích, giúp cho sinh viên vận dụng kiến thức học từ môn chuyên ngành: lý thuyết động đốt trong, kết cấu động – ơtơ, thiết kế động đốt trong…Nhờ hiểu rõ hệ thống động đốt Trong q trình tính tốn em gặp số khó khăn, phần chưa có kinh nghiệm, phần việc tính tốn thiết kế động phức tạp, việc lựa chọn vật liệu lựa chọn phương án thiết kế phù hợp Xin cảm ơn thầy Nguyễn Đình Hùng tận tình hướng dẫn em trình thực đồ án này, thầy môn giải đáp thắc mắc em Em xin kính chúc quý thầy dồi sức khỏe thành công sống TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồ Tấn Chuẩn tác giả, Kết cấu tính tốn động đốt tập – 2, Nhà xuất Giáo dục, 1996 Nguyễn Tất Tiến, Nguyên lý động đốt trong, Nhà xuất Giáo dục, 2001 Phạm Xuân Mai – Văn Thị Bông – Nguyễn Thanh Bình, Tính tốn nhiệt động lực học động đốt trong, Nhà xuất Đại học quốc gia TP HCM, 2002 Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập – 2, Nhà xuất Giáo dục, 2002 Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, Nhà xuất Giáo dục, 1993 Nguyễn Hữu Lộc tác giả, Cơ sở thiết kế máy tập – 2, Trường Đại học Bách Khoa TP HCM, 1999 Vũ Tiến Đạt, Vẽ khí, Trường Đại học Bách khoa TP HCM, 1993 117 ... tính toaùn: α 30 60 90 120 150 180 210 240 270 30 0 33 0 36 0 Jp1 (m/s2) 39 84 .36 7 34 50.5 63 1992.184 2.44E- 13 -1992.18 -34 50.56 -39 84 .37 -34 50.56 -1992.18 -7.3E- 13 1992.184 34 50.5 63 3984 .36 7 Jp2 (m/s2)... -1.471 -1.471 -8.3E-16 Vp=Vp1+Vp2 (m/s) 8.2652706 73 13. 239 02 035 13. 588 536 82 10.297015 83 5 .32 3266151 1.2486E-15 -5 .32 3266151 -10.297015 83 - 13. 588 536 82 - 13. 239 02 035 -8.2652706 73 -4.16199E-15 Hình... CẦU HỆ THỐNG  Nhiệm vụ hệ thống phát lực : - Nhóm chi tiết phát lực có nhiệm vụ biến áp lực khí thể cháy sinh xylanh thành mô men trục khuỷu động để dẫn động máy công tác - Nhóm chi tiết phát lực