3.1. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN:
3.1.1 Sơ đồ cấu tạo và vật liệu chế tạo các bộ phận cơ bản: 3.1.1.1. Nhóm piston:
Nhóm piston có nhiệm vụ bao kín buồng đốt, truyền lực khí thể cho thanh truyền làm quay trục khuỷu của động cơ và giữ cho khí cháy không lọt xuống carte, ngăn cản dầu bôi trơn chạy ngược lên buồng đốt.
Nhóm piston bao gồm: + Piston + Chốt piston
+ Các xec măng (xec măng khí và xec măng dầu).
• Piston:
Piston là một bộ phận chuyển động trong lòng xylanh. Nó tiếp nhận áp lực của môi chất công tác rồi truyền cho trục khủy thông qua trung gian là thanh truyền. Ngoài ra piston còn có công dụng trong việc nạp, nén khí mới và đẩy khí thải ra khỏi không gian công tác của xylanh.
- Sơ đồ cấu tạo:
Hình 3-1: Sơ đồ cấu tạo piston
1-Đỉnh piston, 2-Gân,
3-Tăng bền bệ chốt piston, 4-Lỗ xả dầu,
5-Rãnh vòng găng, 6-Tăng bền váy piston,
7-Lỗ chốt piston
- Vật liệu chế tạo và đặc điểm cấu tạo:
Để đảm bảo cho piston làm việc lâu dài và ổn định ở động cơ cao tốc ta sử dụng hợp kim Al để chế tạo. Cần nhiệt luyện hợp kim Al đạt độ cứng HB = 120- 140. Piston được chế tạo bằng phương pháp rèn dập bằng loại nhôm rèn và phủ lên bề mặt piston một lớp Crôm để tạo bền cho lớp bề mặt piston và không bị cháy rỗ. Song nó còn có ưu điểm là hợp kim nhôm có trọng lượng riêng nho nên nhẹ; do đó lực quán tính sinh ra nhỏ, Al có tính tản nhiệt cao hơn gang, hệ số ma sát nhỏ…
+ Đầu piston có xẻ rãnh chứa xecmăng, bao gồm 2 xecmăng khí và một xecmăng dầu, các rãnh này nằm phía trên chốt piston.
+ Thân piston: bố trí chốt lệch tâm sao cho Nmax giảm để 2 bên chịu lực của piston va xylanh mòn đều, giảm tiếng ồn. Đuôi piston được vát bớt để piston nhẹ hơn và tránh bị bó kẹt trong xylanh khi piston bị biến dạng trong quá trình làm việc lâu dài chịu nhiệt độ cao.
• Xecmăng:
- Xéc măng khí: làm bằng gang hợp kim, bề mặt tiếp xúc vơi xy lanh được phủ một lớp Crôm xốp chịu mòn tốt.
- Xéc măng dầu: cũng được làm bằng gang hợp kim và bề mặt được phủ một lớp Crôm xốp nhằm nâng cao khả năng chịu mòn bề mặt làm việc.
hình 3-2 sơ đồ cấu tạo xecmang
• Chốt piston:
- Chốt pison có cấu tạo hình trụ tròn, rỗng, có nhiệm vụ nối piston với thanh truyền và truyền lực của piston đến thsnh truyền.
- Vật liệu chế tạo: Do những điều kiện làm việc của chốt piston đó là chịu tải va đập, trọng lượng nhỏ, ít biến dạng trong quá trình làm việc, bề mặt đạt độ cứng cao…Vì vậy vật liệu để chế tạo chốt piston là thép cacbon có thành phần thấp. Mặt ngoài của chốt cần gia công đạt độ bóng từ cấp 8 đến cấp 9.
Hình 3-3 sơ đồ cấu tạo chốt piston
Nhóm thanh truyền là nhóm nối giữa piston với trục khuỷu và cho phép biến chuyển động tịnh tiến qua lại của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu. Thanh truyền chịu lực va đập và lực uốn rất lớn. Nhóm thanh truyền gồm những chi tiết: bạc lót đầu to, bạc lót đầu nhỏ và bu lông thanh truyền.
- Thanh truyền được chế tạo bằng thép hợp kim bằng phương pháp rèn. Chốt piston được lắp tự do trong đầu lót bạc nhỏ. Dầu nhờn được đưa lên chốt piston và bạc lót dầu nhỏ bằng đường dầu được khoan trong thân của thanh truyền.
- Tiết diện thanh truyền ta chọn tiết diện hình chữ I. Vì với tiết diện hình dạng kiểu này thì thanh truyền có độ bền cao nhất và khối lượng nhỏ nhất. Thanh truyền thường có phần đầu nhỏ và nửa trên đầu to được đúc liền nhau, có các góc lượn, độ thuôn đều để giảm hiện tượng tập trung ứng suất.
- Bạc lót thanh truyền làm bằng thép hợp kim, trên bề mặt ma sát được tráng hợp kim chống mòn.
Hình 3-4: Cấu tạo nhóm thanh truyền