2.5.2.1. Trục khuỷu nguyờn.
Trục khuỷu gồm cỏc phần:
Đầu trục khuỷu, khuỷu trục (chốt, mỏ, cổ trục khuỷu) và đuụi trục khuỷu. Đầu trục khuỷu thường dựng để lắp bỏnh
răng dẫn động bơm nước, bơm dầu bụi trơn, bơm cao ỏp, bỏnh đai (puly) để dẫn động quạt giú và đai ốc khởi động để khởi động động cơ bằng tay quay. Cỏc bỏnh răng chủ
động hoặc bỏnh đai dẫn động lắp trờn đầu Hỡnh 2.5: Kết cấu đầu trục khuỷu trục khuỷu theo kiểu lắp căn hoặc lắp trung gian và đều là lắp bỏn nguyệt đai ốc hóm chặt bỏnh đai, phớt chắn dầu, ổ chắn dọc trục đều lắp trờn đầu trục khuỷu.
Ngoài ra cỏc bộ phận thường gặp kể trờn trong 1 số động cơ cũn cú lắp bộ giảm dao động xoắn của hệ trục khủyu ở đầu trục khuỷu, bộ dao động xoắn cú tỏc dụng thu năng lượng sinh ra do mụ men kớch thớch trờn hệ khuỷu do đú dập tắc dao động gõy ra bởi mụ men.
Bộ dao động xoắn thường lắp ở đầu trục khuỷu là nơi cú biờn độ dao động xoắn lớn nhất.
Khuỷu trục.
• Cổ trục: Cỏc cổ trục thường cú cựng kớch thước đường kớnh. (Đường kớnh của trục thường tớnh theo sức bền và điều kiện hỡnh thành màng dầu bụi trơn, quy định thời gian sử dụng và thời gian sửa chữa động cơ).
• Trong một vài động cơ cổ trục làm lớn dần theo chiều từ đầu đến đuụi trục để đảm bảo sức bền và khả năng chịu lực của cổ trục được đồng đều hơn.
• Khi đường kớnh cổ trục tăng làm tăng thờm lượng cứng vững trục khuỷu mặt khỏc mụ men quỏn tớnh độc cực của trục khuỷu tăng lờn, độ cứng chống xoắn
của trục tăng lờn mà khối lượng chuyển động quay hệ thống trục khuỷu vẫn khụng thay đổi
Tuy vậy khi tăng kớch thước cổ trục kớch thước của ổ bi trục sẽ tăng theo đồng thời trọng lượng trục khuỷu lớn nờn ảnh hưởng đến tần số dao động xoắn của hệ trục cú thể xảy ra cộng hưởng trong phạm vi tốc độ sử dụng.
• Chốt khuỷu cú thể lấy đường kớnh của chốt khuỷu lấy bằng đường kớnh của cổ trục khuỷu, nhất là động cơ cao tốc do phụ tải và lực quỏn tớnh lớn muốn vậy để tăng khả năng làm việc bạc lút và chốt khuỷu
người ta thường tăng đường kớnh chốt khuỷu. Hỡnh 2.6: Kết cấu khuỷu trục Như vậy kớch thước và khối lượng đầu to thanh truyền đầu to sẽ tăng theo tần số dao động riờng sẽ giảm cú thể xảy ra hiện tượng cộng hưởng trong phạm vi tốc độ sử dụng cho phộp. Vỡ vậy cần phải lựa chọn chiều dài sao cho cú thể thoả món điều kiện hỡnh thành màng dầu bụi trơn.
Và trục khuỷu cú độ cứng vững lớn, do đú để giảm trọng lượng chốt khuỷu phải làm rỗng, chốt khuỷu rỗng cú tỏc dụng chứa dầu bụi trơn bạc lút đầu to thanh truyền giảm khối lượng quay thanh truyền, lỗ rỗng trong chốt khuỷu cú thể làm đồng tõm hoặc lệch tõm với chốt khuỷu.
• Mỏ khuỷu là bộ phận nối liền giữa cổ trục và chốt khuỷu, hỡnh dạng mỏ khuỷu chủ yếu phụ thuộc vào dạng động cơ, trị số ỏp suất khớ thể và tốc độ quay của trục khuỷu.
Khi thiết kế mỏ khuỷu động cơ cần giảm trọng lượng, mỏ khuỷu cú nhiều dạng nhưng chủ yếu dạng mỏ hỡnh chữ nhật và hỡnh trũn cú kết cấu đơn giản dễ chế tạo, dạng mỏ hỡnh ụvan cú kết cấu phức tạp loại mỏ khuỷu hỡnh chữ nhật phõn bố lợi dụng vật liệu khụng hợp do tăng khối lượng khụng cõn bằng mỏ khuỷu, mỏ khuỷu dạng trũn sức bền cao cú khả năng giảm chiều dày mỏ do đú cú thể tăng chiều dài cổ trục và chốt khuỷu và giảm mài mũn cổ trục và chốt khuỷu mặt khỏc mỏ trũn dễ gia cụng.
+ Cõn bằng mụ men lực quỏn tớnh khụng cõn bằng động cơ chủ yếu là lực quỏn tớnh ly tõm nhưng đụi khi dựng để cõn bằng lực quỏn tớnh chuyển động tịnh tiến như động cơ chữ V.
+ Giảm phụ tải cho cổ trục nhất là giữa động cơ 4 kỳ cú 4, 6, 8 xylanh vỡ ở động cơ này cú lực quỏn tớnh và mụ men quỏn tớnh tự cõn bằng nhưng ứng suất giữa cổ trục chịu ứng suất uốn lớn, khi dựng đối trọng mụ men quỏn tớnh núi trờn được cõn bằng nờn cổ trục giữa khụng chịu ứng suõt uốn do lực quỏn tớnh mụ men gõy ra. Mặt khỏc trục khuỷu khụng phải là chi tiết cứng vững tuyệt đối và thõn mỏy trong thực tế bị biến dạng nờn trong động cơ dựng đối trọng để cõn bằng.
Hỡnh 2.7: Kết cấu cỏc dạng mỏ khuỷu
Đuụi trục khuỷu thường lắp với cỏc chi tiết mỏy của động cơ truyền dẫn cụng suất ra ngoài mỏy cụng tỏc.
- Trục thu cụng suất động cơ thường đồng tõm với trục khuỷu dựng mặt bớch trục khuỷu để lắp bỏnh đà.
Ngoài kết cấu dựng để lắp bỏnh đà trờn đuụi trục khuỷu cũn cú lắp cỏc bộ phận đặc biệt:
+ Bỏnh răng dẫn động cơ cấu phụ: Trong 1 vài loại động cơ do đặc điểm kết cấu phải bố trớ dẫn động cơ cấu phụ phải lắp bỏnh răng đuụi trục khuỷu nờn phớa đuụi truc khuỷu phải cú mặt bớch để lấp bỏnh răng.
+ Vành chắn dầu trờn đuụi trục khuỷu cú tỏc dụng ngăn khụng cho dầu nhờn chảy ra khỏi cỏc te.
Cỏc dạng trục khuỷu phụ thuộc vào số xylanh, cỏch bố trớ xylanh số kỳ động cơ và thứ tự làm việc của cỏc xylanh kết cấu trục khuỷu phải.
Đảm bảo động cơ làm việc đồng đều biờn độ dao động và mụ men xoắn tương đối nhỏ.
- Động cơ làm việc cõn bằng ớt rung động. - Ứng suất sinh ra do dao động xoắn nhỏ. - Cụng nghệ chế tạo, giỏ thành rẻ.
Kớch thước của trục khuỷu phụ thuộc chủ yếu vào khoảng cỏch giữa hai đường tõm xylanh, chiều dày của lút xylanh và phương phỏp làm mỏt. Đối với động cơ 2 kỳ kớch thước trục khuỷu cũn phụ thuộc vào hệ thống quột thải.
Hỡnh 2.8: Kết cấu tổng thể của trục khuỷu nguyờn 1-Đai ốc khởi động; 2-Bỏnh răng; 3-Đối trọng; 4-Đường dầu;
5,8-Cổ trục khuỷu; 6- Mỏ khuỷu; 7-Chốt khuỷu; 9-Bạc lút.
2.5.2.2. Kết cấu trục khuỷu ghộp
Trục khuỷu ghộp thường chế tạo riờng thành từng bộ phận. Cổ trục, mỏ khuỷu, chốt khuỷu, ghộp lại với nhau hoặc làm cổ trục riờng rồi ghộp với khuỷu. Thường dựng trong động cơ cỡ lớn, truc khuỷu được chế tạo thành từng đoạn rồi ghộp lại với nhau bằng mặt bớch trục khuỷu lớn thường ghộp trong động cơ cỡ lớn động cơ tàu thuỷ, động cơ tĩnh đại nhưng cũng dựng trong động cơ cỡ nhỏ, như xe mụ tụ, động cơ xăng cỡ nhỏ, động cơ cao tốc cú cụng suất lớn để giảm hiện tượng dao động của trục cần rỳt ngắn chiều dài trục khuỷu.
Hỡnh 2.9: Kết cấu trục khuỷu ghộp
1-Cổ trục khuỷu; 2-Mỏ khuỷu; 3, 6-Đường dầu bụi trơn chớnh; 4-Cổ trục khuỷu; 5-Đai ốc ghộp mỏ khuỷu và chốt khuỷu; 7- Ổ bi
2.5.2.3. Kết cấu trục khuỷu thiếu cổ
Đặc điểm kết cấu trục khuỷu loại này kớch thước nhỏ gọn nờn cú thể rỳt ngắn chiều dài của thõn mỏy và giảm khối lượng động co.
Trục khuỷu thiếu cổ cú độ cứng vững kộm vỡ vậy khi thiết kế cần kớch thước cổ trục, chốt khuỷu đồng thời tăng chiều dày và chiều rộng mỏ khuỷu để tăng độ cứng vững cho trục khuỷu. Thường dựng trong động cơ xăng ụ tụ mỏy kộo và động cơ Diesel cụng suất nhỏ do phụ tải tỏc dụng lờn cổ trục nhỏ.
Hỡnh 2.10: Kết cấu trục khuỷu thiếu cổ. 1-Lỗ dầu bụi trơn; 2-Chốt khuỷu; 3-Mỏ thiếu cổ;
2.5.2.4 Kết cấu trục khuỷu chữ V
Loại trục khuỷu này thường dựng trong động cơ cú hai hàng xylanh gúc lệch hai khuỷu kết tiếp 900.
Trục khuỷu chữ V thường dựng trong động cơ cú cụng suất cỡ trung bỡnh và lớn, kết cấu phức tạp khú chế tạo, giỏ thành cao.
Hỡnh 2.11: Kết cấu trục khuỷu động cơ chữ V
1-Bỏnh răng khởi động; 2-Đường dầu bụi trơn; 3-Chốt khuỷu; 4-Vớt dầu; 5-Mỏ khuỷu; 6-Lỗ dầu bụi trơn trục cam;
7-Cổ trục khuỷu; 8-Vớt bắt puly; 9-Vớ bắt quạt
Hỡnh 2.12: Trục khuỷu