- Loại này đ−ợc phân thành hai loại đó là loại chốt đ−ợc lắp chặt trên đầu nhỏ thanh truyền và loại lắp chặt trên lỗ bệ chốt.
Bài 6: Sửa chữa pittong
I – Pis ton
1. Nhiệm vụ
- Cùng với nắp máy và xi lanh tạo thành buồng cháy của động cơ.
- Nhận và truyền lực của khí cháy qua thanh truyền tới trục khuỷu và ng−ợc lại để thực hiện các hành trình hút , nén, xả.
- Với động cơ 2 kì pis ton còn làm nhiệm vụ đóng mở các cửa nạp, cửa xả.
2. Cấu tạo
a) Vật liệu
- Với các laọi động cơ diesel, động cơ có tốc độ thấp th−ờng ding loại gang hợp kim, gang cầu vì nó có độ bền cao, tính công nghệ tốt, hệ số giSn nở nhỏ, song trọng l−ợng lớn.
- Hợp kim nhôm hoặc hợp kim manhê: Dùng cho động cơ có tốc độ cao, động cơ xăng, nó có −u điểm là trọng l−ợng riêng nhỏ ( γ = 17 – 18 N/dm3) song độ bền kém, hệ số giSn nở lớn nên ít ding.
- Hợp kim nhôm : Th−ờng ding là hợp kim nhôm đồng hoặc hợp kim nhôm si lic. Loại này có −u điểm là trọng l−ợng riêng nhỏ γ = 18,2 – 29,7 N/dm3 khả năng dẫn nhiệt tốt, tổn thất ma sát nhỏ, tính công nghệ tốt. Song so với gang khả năng chịu mài mòn kém, độ bền giảm nhiều khi nhiệt độ cao. Hiện nay ng−ời ta dùng phổ biến ở động cơ xăng, động cơ cao tốc do có nhiều giảI pháp công nghệ ( pha thêm các nguyên tố để giSn nở ít).
b) Cấu tạo của pis ton(Hình 1-2).
Hình
- Đỉnh pis ton: Là phần trên cùng của piston cùng nắp máy và xi lanh tạo thành buồng cháy.
Trực tiếp tiếp xúc với khí cháy có nhiệt độ và áp suấtt cao nên tuỳ theo kiểu, loại động cơ mà đỉnh pis ton có các dạng khác nhau ( hình 2-2). Tập chung lại nó th−ờng có 3 loại chính là:
+ Đỉnh bằng th−ờng dùng cho động cơ xăng 4 kì và động cơ diesel có buồng cháy dự bị hoặc buồng cháy xoáy lốc. Trên đỉnh th−ờng có ghi kí hiệu nhóm kích th−ớc và có dấu chỉ cách lắp. Loại này cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo , diện tích chịu nhiệt ít ( hình 3-2) tạo xoáy lốc kém.
Hình 1-2 :Cấu tạo chung của pit tong
Hình 2-2 :Cấu tạo pit tong
+ Đỉnh lồi ( Hình 2-2 ) loại này th−ờng dùng cho động cơ xăng có buồng cháy chỏm cầu ding xu páp tren hoặc động cơ 2 kì quét vòng hoặc quét thẳng. Loại này độ cứng vững cao. Song bề mặt chịu nhiệt lớn.
+ Đỉnh lõm ( hình 4-2 ) Dùng cho động cơ điesel có buồng cháy thống nhất hoặc dự bị tuỳ theo dạng lõm mà có các dạng ω, den ta, loại này tạo đ−ợc xoáy lốc nhẹ xong diện tích chịu nhiệt lớn
+ Để tăng độ cứng vững của đỉnh và tạo khả năng tản nhiệt tốt, d−ới đỉnh pis ton có đúc các gân. ( hình 5-2).
- Đầu pis ton: Là phần d−ới đỉnh pis ton đến các rSnh vòng găng dầu phía trên bệ chốt pis ton, là nơI để lắp các vòng găng khí và dầu. Đầu pis ton có nhiệm vụ bao kín buồng cháy và truyền nhiệt cho thành xi lanh.
+ Vấn đề bao kín: Quá trình nén và cháy khí có áp suất cao từ buồng cháy có thể lọt xuống đáy dầu theo 3 con đ−ờng là khe hở miệng của các vòng găng, khe hở l−ng vòng găng và thành xi lanh. Và khe hở giữa mặt bên vòng găng và rSnh lắp vòng găng ở pis ton. Về nguyên tắc càng lắp nhiều vòng găng thì khả năng bao kín càng tốt. Song càng nhiều vòng găng thì tổn thất ma sát càng cao, trọng l−ợng pis ton lớn vì vậy số vòng găng cần thiết phụ thuộc vào tốc độ động cơ , áp suet khí thể và đ−ờng kính xi lanh. Động cơ có tốc độ càng thấp, áp suet khí thể lớn và đ−ờng kính xi lanh rộng cần càng nhiều vòng găng. Thực tế ng−ời ta sử dụng không quá 3 xéc măng khí cho 1 pis ton. - Mặt khác: Khe hở giữa phần đầu pis ton và xi lanh càng nhỏ thì bao kín tốt song dễ bị bó kẹt còn khe hở giữa vòng găng và rSnh lắp vòng găng ở pis ton nếu nhỏ quá cũng dễ dàng bó kẹt. Nếu lớn thì gây lọt khí và gây va đập giữa vòng găng và rSnh làm cho pis ton bị biến dạng lớn.
+ Vấn đề tản nhiệt: Quá trình làm việc vòng găng truyền 70 – 80 % l−ợng nhiệt mà nó hấp thụ ra thành xi lanh. Để tản nhiệt tốt trong công nghệ ng−ời ta có các biện pháp: làm tăng bán kính góc l−ợn giữa đỉnh và thân pis ton, làm các gân gờ d−ới vừa tăng cứng, vừa tăng diện tích tản nhiệt, gia công đỉnh pis ton nhẵn bóng để giảm hấp thụ nhiệt độ, làm rSnh ngăn nhiệt để bảo vệ vòng găng khí trên cùng không quá nóng và cố gắng bố trí các vòng găng càng gần khu vực tiếp xúc với n−ớc làm mát càng tốt ( hình 6 - 4). + Vấn đề sức bền: Với pis ton làm bằng hợp kim nhẹ để đảm bảo độ cứng vững của đỉnh và đầu ng−ời ta làm các gân dọc nối giữa đỉnh với 2 bệ đỡ chốt pis ton ( hình 5 – 2 ). - Thân pis ton: Từ rSnh lắp vòng găng d−ới cùng phía trên bệ chốt cho đến hết. Nó có nhiệm vụ là dẫn h−ớng cho pis ton và chịu lực đẩy ngang N.
+ Đặc điểm kết cấu
Vị trí lỗ bệ chốt: Th−ờng đ−ợc đặt cao hơn trọng tâm của phần thân để áp suất do lực đẩy ngang và lực ma sát phân bố đều hơn ( hình 5– 2 ).Có loại lỗ bệ chốt đ−ợc làm lệch đi so với đ−ờng tâm xi lanh một l−ợng là 1,5 – 2,5mm. Về phía chịu lực ngang N lớn để giảm va đập của thân piston so với xi lanh ( hình 1-6 )Tuỳ vậy ph−ơng án này làm cho tính động lực của động cơ không đ−ợc tôt cho nên ít đ−ợc dùng ( ví dụ động cơ 3M3 – 66 của Nga ).
Hình dáng của thân piston: Quá trình làm việc của thân piston bị biến dạng do chịu lực ngang N, do lực khí thể và biến dạng do nhiệt (Hình 5-2a) kết quả là thân piston biến dạng thành hình ô van có trục dài trùng với tâm của bệ đỡ chốt piston làm cho piston bị bó kẹt trong xi lanh. Để khắc phục hiện t−ợng bó kẹt trong xi lanh ng−ời ta có các biện pháp là chế tạo thân pis ton có dạng ô van có trục ngắn trùng với tâm bệ chốt cách này ít dùng, vát bớt phần vật liệu ở 2 đầu bệ chốt ( hình 2-2 )
ph−ơng pháp này dùng phổ biến. Xẻ các rSnh hình chữ Γ, Τ, Πở phía chịu lực ngang N nhỏ. RSnh ngang để ngăn nhiệt, rSnh dọc để phòng nở cho thân. Và đ−ợc xẻ nghiêng để xi lanh không bị mòn thành gờ do trạng thái chịu nhiệt của piston không đều ( ở đỉnh và đầu piston cao, ở thân ít hơn) nên ng−ời ta chế tạo đ−ờng kính piston ở đỉnh và đầu nhỏ, ở thân lớn hơn. Nếu là chế tạo piston có dạng trục bậc hoặc trục côn kết hợp nh− các đ−ờng I, II, III, IV, V (hình 5-2b) phần đuôi piston th−ờng có 1 vành đai để tăng độ cứng vững, mặt trụ ở vành đai này th−ờng là mặt chuẩn để gia công piston và là nơi để điều chỉnh trọng l−ợng của piston ( khi cần thì cắt bớt kim loại đi ) để các piston trên cùng 1 động cơ không sai khác quá 0,2 – 0,6 %.
II – Hiện t−ợng, nguyên nhân h− hỏng và ph−ơng pháp kiểm tra pis ton