THỊ PHỤ TẢI TÁC DỤNG LÊN ĐẦU TO THANH TRUYỀN

+ Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền được xây dựng bằng cách :

- Đem tờ giấy bóng đặt chồng lên đồ thị phụ tải của chốt khuỷu sao cho tâm O trùng với tâm O của đồ thị phụ tải chốt khuỷu . Lần lượt xoay tờ giấy bóng cho các điểm 00 , 100 , 200 , 300,  trùng với trục +Z của đồ thị phụ tải chốt khuỷu . Đồng thời đánh dấu các điểm đầu mút của các véc tơ , ,,, của đồ thị phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu trên tờ giấy bóng bằng các điểm 0 , 10 , 20 , 30, 

Nối các điểm 0 , 15 , 30 ,  bằng một đường cong , ta có đồ thị phụ tải tác dụng trên đầu to thanh truyền.

Bảng 1.9: Giá trị β theo α α (độ) β (độ) α+β (độ) 0 0,0 0,0 10 2,6 12,6 20 5,1 25,1 30 7,5 37,5 40 9,6 49,6 50 11,5 61,5 60 13,0 73,0 70 14,1 84,1 80 14,8 94,8 90 15,1 105,1 100 14,8 114,8 110 14,1 124,1 120 13,0 133,0 130 11,5 141,5 140 9,6 149,6 150 7,5 157,5 160 5,1 165,1 170 2,6 172,6 180 0,0 180,0 190 -2,6 187,4 200 -5,1 194,9 210 -7,5 202,5 220 -9,6 210,4 230 -11,5 218,5 240 -13,0 227,0 250 -14,1 235,9 260 -14,8 245,2 270 -15,1 254,9 280 -14,8 265,2 290 -14,1 275,9 300 -13,0 287,0 310 -11,5 298,5 320 -9,6 310,4 330 -7,5 322,5 340 -5,1 334,9 350 -2,6 347,4 α (độ) β (độ) α +β (độ) 360 0,0 360,0 370 2,6 372,6

380 5,1 385,1 390 7,5 397,5 400 9,6 409,6 410 11,5 421,5 420 13,0 433,0 430 14,1 444,1 440 14,8 454,8 450 15,1 465,1 460 14,8 474,8 470 14,1 484,1 480 13,0 493,0 490 11,5 501,5 500 9,6 509,6 510 7,5 517,5 520 5,1 525,1 530 2,6 532,6 540 0,0 540,0 550 -2,6 547,4 560 -5,1 554,9 570 -7,5 562,5 580 -9,6 570,4 590 -11,5 578,5 600 -13,0 587,0 610 -14,1 595,9 620 -14,8 605,2 630 -15,1 614,9 640 -14,8 625,2 650 -14,1 635,9 660 -13,0 647,0 670 -11,5 658,5 680 -9,6 670,4 690 -7,5 682,5 700 -5,1 694,9 710 -2,6 707,4 720 0,0 720,0 1.13. ĐỒ THỊ MÀI MÒN CHỐT KHUỶU

- Đồ thị mài mòn của chốt khuỷu (hoặc cổ trục khuỷu ...) thể hiện trạng thái chịu tải của các điểm trên bề mặt trục. Đồ thị này cũng thể hiện trạng thái hao mòn lý thuyết của trục, đồng thời chỉ rõ khu vực chịu tải ít để khoan lỗ dầu theo đúng nguyên tắc đảm bảo đưa dầu nhờn vào ổ trượt ở vị trí có khe hở giữa trục và bạc lót của ổ lớn

nhất. Áp suất bé làm cho dầu nhờn lưu động dễ dàng.

- Sở dĩ gọi là mài mòn lý thuyết vì khi vẽ ta dùng các giả thuyết sau đây: + Phụ tải tác dụng lên chốt là phụ tải ổn định ứng với công suất Ne và tốc độ n định mức;

+ Lực tác dụng có ảnh hưởng đều trong miền 1200; + Độ mòn tỷ lệ thuận với phụ tải;

+ Không xét đến các điều kiện về công nghệ, sử dụng và lắp ghép.

- Các bước tiến hành vẽ như sau:

+ Trên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ta vẽ vòng tâm O, bán kính bất kì. Chia vòng tròn này thành 24 phần bằng nhau, tức là chia theo

15o theo chiều ngược chiều kim đồng hồ, bắt đầu tại điểm 0 là giao điểm của vòng tròn O với trục OZ (theo chiều dương), tiếp tục đánh số thứ tự 1, 2, ..., 23 lên vòng tròn.

+ Từ các điểm chia 0, 1, 2, ..., 23 của vòng tròn O, ta kẻ các tia qua tâm O và kéo dài, các tia này sẽ cắt đồ thị phụ tải tại nhiều điểm, có bao nhiêu điểm cắt đồ thị thì sẽ có bấy nhiêu lực tác dụng tại điểm chia đó. Do đó ta có :

Trong đó:

+ i : Tại mọi điểm chia bất kì thứ i.

+ 0, 1, ..., n: Số điểm giao nhau của tia chia với đồ thị phụ tải tại 1 điểm chia.

- Lập bảng ghi kết quả Q’i - Tính Qitheo các dòng:

- Chọn tỉ lệ xích:

- Vẽ vòng tròn bất kỳ tượng trưng cho chốt khuỷu, chia vòng tròn thành 24 phần bằng nhau đồng thời đánh số thứ tự 0, 1, ..., 23 theo chiều ngược chiều kim đồng hồ.

- Vẽ các tia ứng với số lần chia.

- Lần lượt đặt các giá trị Q0, Q1, Q2, …, Q23 lên các tia tương ứng theo chiều từ ngoài vào tâm vòng tròn. Nối các đầu mút lại ta có dạng đồ thị mài mòn chốt khuỷu.

- Các hợp lực Q0, Q1, Q2, …, Q23 được tính theo bảng sau :

m



CƠ THAM KHẢO 2.1. Chọn động cơ tham khảo

.

1

Hình 2.1: Mặt cắt dọc động cơ 2GR-FE

1. Cacte, 2. Trục khuỷa, 3. Pittong, 4. Xilanh, 5.Xupap 6.Puli 6

2 3

Hình 2.2: Mặt cắt ngang động cơ 2GR-FE

1. Thanh truyền, 2. Bánh răng dẫn động trục cam 3. Đường ống nạp 4. Trục cam 5. Đường ống thải

Động cơ có hai trục cam trên nắp máy, gồm 24 xupap (mỗi máy có 4 xupap-hai nạp và hai thải). Trục cam đặt trên nắp máy cho phép làm giảm khối lượng các chi tiết trung gian chuyển động tịnh tiến (không có đũa đẩy) đảm bảo hoạt động ổn định cho cơ cấu phân phối khí ngay cả tại số vòng quay cao. Trục cam được dẫn động bằng đai từ trục khuỷu.

5

4 2

Bảng 2-1 Thông số kỹ thuật động cơ 2GR-FE

THÔNG SỐ KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ YÊU CẦU ĐỘNG CƠ CHỌN

Nhiên liệu Xăng Xăng

Số xilanh/ số kỳ/ cách bố trí 6 / 4 / V-type 6 / 4 / V-type

Thứ tự làm việc 1-5-3-6-2-4 1-2-3-4-5-6

Đường kính x hành trình piston 91.00 x 85.0 94 x 83 Công suất cực đại/ số vòng quay 211,5/ 5200 201/ 6200

Tỷ số nén 10.8 10.8

Hệ thống nhiên liệu EFI EFI

Hệ thống phân phối khí 24 valve, DOHC 24 valve, DOHC

2.2 Cơ cấu pittông,trục khuỷu, thanh truyền

 Píttông

Các piston được làm bằng hợp kim nhôm.

• Phần piston đầu sử dụng một phần đỉnh hình dạng côn để thực hiện hiệu quả đốt cháy nhiên liệu.

• Những váy pit-tông được phủ một lớp nhựa để giảm tổn thất ma sát.

• Các đường rãnh của vòng đầu được phủ alumite để đảm bảo khả năng chống mài mòn.

• Bằng cách tăng độ chính xác gia công của đường kính xi lanh khoan, đường kính ngoài của piston được làm thành một kích thước.

 Xéc măng:

Trên piston có 2 loại xéc măng là xéc măng khí và xéc măng dầu. Dạng hình côn

1

Mặt trên

Lớp alunite

đỉnh piston và thành xianh tới nước làm mát. Mỗi piston được lắp 2 xéc măng khí vào 2 rãnh trên cùng của đầu piston. Để xéc măng rả khít với thành xilanh nó được mạ một lớp thiếc. Xéc măng khí phía trên được mạ Crôm đẻ giảm mài mòn. Khi lắp, khe hở nhiệt của xec măng trong khoảng 0,25-0,6 mm để giảm hiện tượng khí lọt xuống cacte khi lắp đặt miệng xec măng phải cách nhau 180o. Vật liệu chế tạo xéc măng là thép hợp kim cứng. Xec măng dầu được làm thù thép chống gỉ, có nhiệm vụ san đều lớp dầu trên bề mặt làm việc và gạt dầu từ thành xi lanh về cacte. Xec măng dầu có các lỗ dầu và được lắp vào rãnh dưới cùng của piston. Trong rãnh có lỗ nhỏ thông với khoang trống phía trong piston

 Thanh truyền

Thanh truyền là chi tiết dùng để nối piston với trục khuỷu và biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu. Khi làm việc, thanh truyền chịu tác dụng của lực khí thể trong xilanh, lực quán tính của nhóm piston và lực quán tính của bản thân thanh truyền. Thanh truyền có cấu tạo gồm 3 phần: Đầu nhỏ, thân và đầu to. Nắp đầu to thanh truyền được bắt với thanh truyền bằng bulông biến dạng đàn hồi.

Vật liệu chế tạo thanh truyền phải có độ bền cơ học, độ cứng vững cao, thường là thép các bon hoặc thép hợp kim.

Chốt piston:

Chốt pít tông là chi tiết nối pít tông và đầu nhỏ thanh truyền. Tuy có kết cấu đơn giản nhưng chốt pít tông có vai trò rất quan trọng để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường của động cơ. Trong quá trình làm việc của mình chốt pít tông chịu lực va đập tuần hoàn, nhiệt độ cao và điều kiện bôi trơn khó khăn.

1.Vòng hãm, 2.Chốt pít tong

Chốt pít tông được chế tạo bằng thép hợp kim có các thành phần hợp kim như crôm, măng gan với thành phần cacbon thấp. chốt pít tông được sử lý tăng cứng và được mài bóng.

lắp tự do ở cả hai mối ghép. Khi lắp ráp mối ghép giữa chốt và bạc đầu nhỏ thanh truyền là mối ghép lỏng, còn mối ghép với bệ chốt là mối ghép trung gian, có độ dôi. Phương pháp lắp này làm cho chốt mòn đều hơn và chịu mỏi tốt hơn nhưng khó bôi trơn mối ghép phải có kết cấu hạn chế di chuyển dọc trục của chốt.  Trục khuỷu

Trục khuỷu là một trong những chi tiết máy quan trọng nhất, cường độ làm việc lớn nhất của động cơ đốt trong. Công dụng của trục khuỷu là tiếp nhận lực tác dụng trên piston truyền qua thanh truyền và biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu để đưa công suất ra ngoài (dẫn động các máy công tác khác), trạng thái làm việc của trục khuỷu là rất nặng. Trong quá trình làm việc, trục khuỷu chịu tác dụng của lực khí thể, lực quán tính (quán tính chuyển động tịnh tiến và quán tính chuyển động quay) những lực này có trị số rất lớn thay đổi theo chu kỳ nhất định nên có tính chất va đập rất mạnh. Ngoài ra các lực tác dụng nói trên còn gây ra hao mòn lớn trên các bề mặt ma sát của cổ trục và chốt khuỷu.Tuổi thọ của khuỷu trục, thanh truyền chủ yếu phụ thuộc vào tuổi thọ của trục khuỷu. Có sức bền lớn, độ cứng vững lớn, trọng lượng nhỏ và ít mòn, có độ chính xác cao.

Hình 2.5: Kết cấu trục khuỷu

Trục khuỷu có 9 khối lượng cân bằng. Phần góc lượn của cổ trục được lăn ép bề mặt. Trên trục khuỷu có khoan các lỗ để dẫn dầu bôi trơn cho chốt khuỷu và cổ khuỷu.

• Mỗi xi lanh của động cơ này có 2 van nạp và 2 van xả, hiệu quả hút và xả được tăng lên do tổng khu vực cảng lớn hơn.

• Động cơ này sử dụng cánh tay lăn hỏa tiễn gắn liền với vòng bi kim. Điều này làm giảm ma sát xảy ra giữa cam và các khu vực mà đẩy van xuống, do đó cải thiện nền kinh tế nhiên liệu.

• Một điều chỉnh đòn thủy lực, trong đó duy trì phá không van liên tục thông qua việc sử dụng dầu áp lực và lực lò xo, được sử dụng.

• Các trục cam lượng được điều khiển bởi trục khuỷu qua xích dẫn động trục cam sơc ấp. Các trục cam xả được điều khiển bởi trục cam tương ứng thông qua các xích dẫn động thứ cấp.

• Động cơ này sử dụng một hệ thống VVT-i kép mà điều khiển van nạp và xả trục cam để cung cấp thời gian van tối ưu theo điều kiện lái xe. Với việc áp dụng này, tiêu thụ nhiên liệu thấp, hiệu suất động cơ cao hơn, và lượng khí thải ít hơn đã đạt được.

Cam xả Cam nạp Cam xả

Ống dẫn hướng Xích cam thứ yếu Xích cam chính Xích cam thứ yếu Đế van Lò xo xupap Đế chặn lò xo xoxo Cò mổ

- Nhiệm vụ - yêu cầu:

Cơ cấu phối khí bao gồm tất cả các cụm, các chi tiết và các kết cấu với chức năng đảm bảo quá trình trao đổi khí giữa xylanh động cơ với môi trường bên ngoài trong các quá trình nạp khí vào xylanh và thải các sản phẩm cháy từ xylanh ra môi trường bên ngoài.

Yêu cầu đối với cơ cấu phối khí đó là:

- Nạp đầy và thải sạch ở mọi chế độ làm việc của động cơ. - Tiếng ồn thấp, khả năng bao kín tốt.

- Độ bền và độ tin cậy làm việc cao.

- Dễ dàng lắp ráp thay thế chi tiết và sửa chữa bảo dưỡng điều chỉnh. Với cơ cấu phối khí xupáp treo bảo đảm cho buồng cháy nhỏ gọn, chống cháy kích nổ tốt nên có thể tăng được tỉ số nén và làm cho dạng đường thải, nạp thanh thoát, khiến sức cản khí động giảm nhỏ, đồng thời do có thể bố trí xupáp hợp lí hơn nên có thể tăng được tiết diện lưu thông của dòng khí khiến hệ số nạp tăng. Cấu tạo cơ cấu phối khí gồm các chi tiết chính sau: trục cam, xupáp

+ Xupáp nạp

Giữa thân và tán nấm có bán kính góc lượn lớn để cải thiện tình trạng lưu thông của dòng khí nạp vào xylanh, đồng thời tăng độ cứng vững cho xupáp, giảm được trọng lượng. Phần đuôi được tôi cứng.

+ Xupáp thải

Xupáp thải làm bằng thép chịu nhiệt. Phần đuôi được tôi cứng để tránh mòn và có rãnh để lắp móng hãm giữa đuôi xupáp và lò xo xupáp. Móng hãm hình côn gồm 2 nửa với kiểu lắp này có kết cấu đơn giản, độ an toàn cao,và không gây nên ứng suất tập trung trên đuôi xupáp. Để dễ sửa và tránh hao mòn cho nắp xylanh ở chỗ lắp xupáp người ta lắp ống dẫn hướng. ống dẫn hướng có dạng hình trụ rỗng được đóng ép vào nắp xilanh đến một khoảng cách nhất định.

và được đóng trên nắp máy

+ Lò xo xupáp hình trụ hai đầu được quấn sít với nhau và mài phẳng. -Trục cam:

- Các trục cam được làm bằng hợp kim gang.

• Một đoạn dầu được cung cấp trên hút và xả trục cam để cung cấp dầu động cơ với hệ thống VVT-i.

• Một bộ điều khiển VVT-i đã được cài đặt trên mặt trước của hút và xả trục cam để thay đổi thời gian của các van hút và xả.

+ Ống dẫn hướng xupáp: Ống dẫn hướng có chức năng dẫn hướng cho xupáp chuyển động tịnh tiến qua lại khi đóng mở. Ống được chế tạo bằng gang hợp kim hoặc gang dẻo nhiệt luyện. Ống có kết cấu hình trụ rỗng có vát mặt đầu để dễ lắp ráp.

+ Lò xo xupáp: Lò xo xupáp có kết cấu hình trụ, hai đầu mài phẳng để lắp ráp với đĩa xupáp.

2.1.1 Hệ thống bôi trơn, làm mát Hệ thống bôi trơn Hệ thống bôi trơn

Nhiệm vụ hệ thống bôi trơn:

Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ đưa dầu bôi trơn đến các bề mặt làm việc của các chi tiết để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường của động cơ cũng như tăng tuổi thọ của các chi tiết.

Động cơ 5GR-FE có :

+ Mạch bôi trơn đầy đủ được gây áp lực và tất cả dầu đi qua bộ lọc dầu. + Bơm dầu loại rôto cycloid được sử dụng.

Hình 2.12 Sơ đồ hệ thống bôi trơn

Nguyên lý làm việc: Dầu trong cácte dầu được hút vào bơm qua phao hút dầu. Phao hút dầu có lưới chắn để lọc sơ bộ những tạp chất có kích thước lớn. Dầu được bơm đẩy qua bộ làm mát dầu 2, tại đây dầu được làm mát rồi tiếp tục đến đường dầu chính, rồi đến cốc lọc, dầu theo các nhánh đi bôi trơn trục khuỷu sau đó lên bôi trơn đầu to thanh truyền, chốt piston, và đi bôi trơn trục cam…

+Két làm mát dầu

Ở chế độ nhiệt làm việc ổn định của động cơ, nhiệt độ của dầu bôi trơn cần nằm trong giới hạn 80-900C. Nhưng trong sử dụng do nhiệt độ của môi trường tương đối cao, do động cơ thường phải làm việc ở những chế độ phụ tải cao trong thời gian dài, nhiệt độ của dầu bôi trơn sẽ vượt quá giới hạn cho