Chương 2 : THANH TRUYỀN
2.2 Cấu tạo thanh truyền
2.2.4 Bạc lót thanh truyền
2.2.4.1 Công dụng bạc lót
- Hạn chế sự mài mòn trực tiếp giữa cổ khuỷu và đầu to thanh truyền, đồng thời tăng tính kinh tế trong quá trình sửa chữa
2.2.4.2 Điều kiện làm việc:
- Khi làm việc bạc lót thanh truyền chịu lực ma sát lớn.
2.2.4.3 Cấu tạo bạc lót:
Bạc lót đầu nhỏ
- Khi lắp chốt piston xoay tương đối với đầu nhỏ thanh truyền thì trong đầu nhỏ có ép 1 bạc đồng mỏng dày (1- 4 mm) để giảm ma sát, chống mòn. Bạc được ép vào lỗ rồi doan lại cho chính xác. Bạc lót đầu nhỏ thường là bạc đồng đôi khi là bạc thép có tráng lớp hợp kim chịu mòn, chiều dày vào khoảng (0,080 ÷ 0,085) ( là đường kính chốt piston)
Bạc lót đầu to
- Bạc lót thường được chế tạo bằng thép uốn cong( gộp bạc), mặt trong có tráng một lớp hợp kim chịu mòn là đồng- chì hoặc thiếc- chì(babít), chiều dày khoảng 0.15 – 0.50mm
Chương 2: Thanh
- Khi đầu to thanh truyền cắt đôi thì bạc lót cũng cắt đôi, trên đường phân chia của hai nửa bạc có mấu định vị được lắp vào chỗ phay trên hai
phần đầu to.
Hình 2.8: Vấu lưởi gà cố định bạc lót 1: Vấu lưỡi gà định vị; 2: Bạc lót
- Khi đầu to thanh truyền không cắt đôi hay để nguyên, thường dùng ổ bi kim hay bi đũa và trên đầu to thanh truyền có khoan lỗ hay xẻ rãnh hứng dầu bôi trơn ổ bi.
- Có thể chia bạc lót thành hai loại là bạc lót mỏng và bạc lót dày.
- Bạc lót mỏng thường thường được sử dụng trên động cơ ô tô, máy kéo, có ưu điểm thuận tiện khi thay thế, sửa chữa theo cốt tức là thay bạc có đường kính nhỏ hơn. - Bạc lót dày: có gộp bạc và lớp hợp kim chịu mòn đều dày và thường có gờ vai cũng được tráng hợp kim chịu mòn để hạn chế di chuyển dọc trục. Giữa hai bề mặt phân cách của bạc đôi khi có các tấm đệm thép, khi sửa chữa thường được lấy bớt đi để có thể cạo rà bạc lót theo kích thước sửa chữa.
2.2.5 Bu lông thanh truyền.
2.2.5.1 Công dụng bu lông:
- Bu lông thanh truyền là chi tiết ghép nối hai nữa đầu to thanh truyền
2.2.5.2 Điều kiện làm việc:
Chương 2: Thanh
- Bu lông thanh truyền khi làm việc chịu tác dụng của các lực như: Lực xiết ban đầu, lực quán tính của nhóm piston - thanh truyền. Các lực này luôn luôn thay đổi có tính chu kỳ, nên bu lông thanh truyền cần phải có độ bền cao.
2.2.5.3 Cấu tạo bu lông:
- Bu lông thanh truyền có kết cấu đơn giản nhưng rất quan trọng, được chế tạo bulong thanh truyền là thép hợp kim.
Hình 2.9: Bu lông thanh truyền
- Hai nửa đầu to được định vị bằng hai mặt trụ của bu lông. Đầu bu lông có mặt vát (a) để chống xoay khi lắp ghép, còn mặt (b) có tác dụng làm cho tổng phản lực tác dụng đúng trên đường tâm bu lông để bu lông không bị uốn. Bán kính góc lượn giữa các phần chuyển tếp khoảng 0,2 - 1mm nhằm tránh tập trung ứng suất. Phần nối giữa thân và phần ren thường làm nhỏ lại để tăng độ dẻo của bu lông.
- Đai ốc có cấu tạo đặc biệt để phân bố ứng suất đồng đều trên các ren.
2.3. Thanh truyền trên động cơ Toyota 3Y
2.3.1. Thanh truyền trên động cơ Toyota 3Y
Thanh truyền của động cơ Toyota 3Y là loại thanh truyền có dạng chữ I, với kết cấu sử dụng vật liệu khá hợp lý (thép C45) do đó trọng lượng thanh truyền nhỏ mà độ cứng vững lớn
Thanh truyền Toyota 3Y có: - Chiều dài tổng thể 197mm
Chương 2: Thanh
- Khoảng cách hai tâm 144.5mm - Đường kính lỗ đầu nhỏ 20mm - Đường kính lỗ đầu to 51mm
Thanh truyền Toyota 3Y được cấu tạo từ 3 phần chính: thân thanh truyền, đầu to thanh truyền và đầu nhỏ thanh truyền.
Chương 2: Thanh 1
Hình thanh truyền của động cơ TOYOTA 3Y
Chương 2: Thanh 1
2.3.1.1 Đầu nhỏ thanh truyền
Đầu nhỏ thanh truyền Toyota 3Y sử dụng kiểu lắp chốt piston cố định trên đầu nhỏ, với kiểu lắp này có thể giảm chiều dài đầu nhỏ thanh truyền và không cần tổ chức bôi trơn cho chốt piston.
Hình 2.11: Đầu nhỏ thanh truyền Toyota 3Y Đầu nhỏ thanh truyền có:
- Đường kính ngoài 31mm
- Đường kính lỗ lắp chốt piston 20mm
Chương 2: Thanh
2.3.1.2 Thân thanh truyền
Thân thanh truyền Toyota 3Y có tiết diện I. Kích thước của thân thanh truyền được thiết kế tăng dần từ đầu nhỏ đến đầu to để phù hợp với quy luật phân bố lực quán tính lắc đều của thanh truyền, còn bề dày thì đồng đều
Hình 2.12: Thân thanh truyền Toyota 3Y
2.3.1.3 Đầu to thanh truyền
Đầu to thanh truyền Toyota 3Y được cắt thành 2 nửa, nửa trên liền thân với thân thanh truyền, nửa dưới cắt rời làm thành nắp đầu to thanh truyền
Hình 2.13: Đầu to thanh truyền Toyota 3Y
Chương 2: Thanh
2.3.1.4 Bạc lót thanh truyền
- Thanh truyền 3Y có lỗ dầu ở cả bạc lót và đầu to thanh truyền giúp cho dầu được phun vào xy lanh làm mát xy lanh bên cạnh đó còn đẩy dầu theo phương pháp áp lực giúp dầu phun vào thành xy lanh nhưng quá trình này sẽ xảy ra ngắt quãng.
- Bạc lót có đường kính trong 45mm - Lỗ dầu 2mm
- Bề dày bạc lót 3mm
Hình 2.14: Bạc lót thanh truyền 3Y
- Bạc lót được chế tạo bằng thép tấm uốn cong (gộp bạc), mặt trong có tráng một lớp hợp kim chịu mòn là thiếc-chì.
- Bạc lót có vấu lưỡi gà nhầm định vị bạc lót trên đầu to thanh truyền
Chương 2: Thanh 2
2.3.1.5 Bu lông thanh truyền
- Đầu to thanh truyền sử dụng bulông M10 và được chế tạo từ thép hợp kim có chiều dài 58mm
- Đầu bu lông thanh truyền được thiết kế đặt biệt so với các loại bu lông khác nhầm chống xoay
Hình 2.15: Bu lông thanh truyền 3Y
2.4 Nguyên nhân hư hỏng và phương pháp kiểm tra sửa chữa thanh truyền2.4.1 Nguyên nhân hư hỏng của thanh truyền 2.4.1 Nguyên nhân hư hỏng của thanh truyền
- Thanh truyền bị cong, xoắn. nguyên nhân: do động cơ bị kích nổ, do đánh lửa quá sớm, do piston bị bó kẹt, động cơ bị thủy kích, vv…
Hậu quả: thanh truyền bị cong, xoắn làm cho piston đâm lệch về một phía piston và xéc măng bị nghiêng làm giảm độ kín khít, cụm piston, xéc măng, xy lanh mòn nhanh và mòn hông đều, đầu nhỏ thanh truyền mòn nhanh.
Chương 2: Thanh
- Thanh truyền bị tắt lỗ dầu, nguyên nhân: do dầu có nhiều cặn bẩn, do bạc bị xoay.
Hậu quả: thanh truyền bịt chốt lỗ dầu làm dầu không thể tới piston và xylanh nên không thể bôi trơn cho các chi tiết này dẫn tới phá hỏng các chi tiết rất nguy hiểm.
- Thanh truyền bị mòn rỗng lỗ đầu to, đầu nhỏ do bạc bị xoay làm khe hở lắp ghép mòn nhanh gây va đập, bó kẹt.
- Thanh truyền bị nứt, gãy, nguyên nhân: do lực tác dụng quá lớn vì những nguyên nhân kể trên, do piston bị bó kẹt trong xy lanh.
Hậu quả: động cơ mất khả năng làm việc và gây hư hỏng cho các chi tiết khác của động cơ.
- Lỗ đầu to và đầu nhỏ thanh truyền bị mòn rộng, nguyên nhân: do va đập (khe hở bạc lớn quá), do mài mòn (bạc bị xoay).
Hậu quả: khe hở lắp ghép giữa bạc và lỗ đầu to và đầu nhỏ tăng, bạc bị xoay làm bịt lỗ dầu gây bó kẹt, phát sinh tiếng gõ.
2.4.2 Các phương pháp kiểm tra và xác định hư hỏng của thanh truyền
- Thông thường bị cong vênh thân thanh truyền, hỏng lỗ ren lắp bu lông, ta kiểm tra như sau:
+ Dùng mắt quan sát
+ Bề mặt ren có bị tróc rỗ, mòn không.
+ Bề mặt tiếp xúc của bulông, đai ốc có phẳng không. + Thân bulông có bị cong không.
Kiểm tra độ cong của thanh truyền
- Đẩy cả 2 chốt trên thước tiếp xúc với mặt phẳng chuẩn của dụng cụ. + Cả 2 chốt tiếp xúc đều với mặt phẳng thì thanh truyền không bị cong. + Một trong 2 chốt không tiếp xúc hoặc tiếp xúc không đều thì thanh truyền cong.
- Độ cong cho phép là 0.03 mm
Chương 2: Thanh 2
Kiểm tra độ xoắn của thanh truyền
- Đẩy cả 2 chốt (2 chốt phương ngang) trên thước tiếp xúc với mặt phẳng chuẩn của dụng cụ.
+ Cả 2 chốt tiếp xúc đều với mặt phẳng thì thanh truyền không bị xoắn. + Một trong 2 chốt không tiếp xúc hoặc tiếp xúc hông đều thì thanh truyền xoắn. + Độ xoắn cực đại: 0.15mm Nếu độ xoắn lớn hơn cực đại thì tiến hành sửa chữa thanh truyền.
Hình 2.16: phương pháp kiểm tra thanh truyền a: kiểm tra độ cong thanh truyền; b: Kiểm tra độ xoắn thanh truyền
Kiểm tra thanh truyền bị nứt
- Để kiểm tra vết nứt ta quan sát bằng mắt thường. nếu vết nứt nhỏ có thể dùng kính phóng đại để quan sát hoặc bằng từ trường.
Chương 2: Thanh
Kiểm tra lỗ đầu to thanh truyền
- Kiểm tra độ tròn của lỗ đầu to thanh truyền bằng cách: - Siết chặt các bu lông hoặc đai ốc tới mômen siết quy định.
Hình 2.17: kiểm tra độ tròn lỗ đầu to
- Dùng panme hoặc đồng hồ so để đo đường kính tại ba vị trí khác nhau độ không tròn cho phép của các lỗ bạc thanh truyền 0,03 mm.
2.4.3 Phương pháp sửa chữa thanh truyền
Sửa chữa thân thanh truyền
- Đối với thanh truyền của động cơ công suất nhỏ hoặc trung bình có kích thước không lớn, có thể dùng đồ gá nắn nắn cong và xoắn trực tiếp lên thân thanh truyền. Trường hợp thanh truyền có kích thước lớn phải đưa lên bàn ép mới đủ lực ép cần thiết.
- Nếu thanh truyền vừa bị cong, vừa bị xoắn thì trước hết phải nắn hết xoắn rồi mới nắn hết cong.
- Trong quá trình nắn cần thường xuyên kiểm tra hình dáng để tránh hiện tượng biến dạng mới cho thanh truyền
Chương 2: Thanh 2
Hình 2.18: Đồ gá nắn thanh truyền Sửa chữa đầu to thanh truyền
- Trường hợp lỗ đầu to bị biến dạng theo phương dọc thanh truyền, có thể mài bớt mặt phẳng lắp ghép giữa hai nửa đầu to thanh truyền, sau đó doa lại lỗ đến đường kính chính xác hoặc doa rộng lỗ và sử dụng bạc lót có chiều dày lớn hơn.
2.5 Nguyên nhân hư hỏng và phương pháp kiểm tra sửa chữa bạc lót2.5.1 Nguyên nhân hư hỏng của bạc lót thanh truyền 2.5.1 Nguyên nhân hư hỏng của bạc lót thanh truyền
- Bạc bị mòn xước, nguyên nhân: do dầu bôi trơn bẩn bột mài lọt vào bề mặt làm việc của bạc.
Hậu quả: làm giảm áp suất mạch dầu chính.
- Bạc bị tróc rỗ, nguyên nhân: do bạc mòn hoặc thiếu dầu bôi trơn, chất lượng dầu không bảo đảm, quá tải lâu dài, dầu nhờn có nhiều bột mài, áp suất dầu quá thấp. Hậu quả: làm giảm áp suất mạch dầu chính, động cơ có tiếng gõ, gãy trục khuỷu, phá hỏng động cơ.
- Bạc bị dính bóc, nguyên nhân: do thiếu dầu bôi trơn nếu áp suất dầu giảm 1 KG thì tương ứng là khe hở giữa bạc và trục mòn 0,1 mm.
Hậu quả: làm giảm áp suất mạch dầu chính, động cơ có tiếng gõ, gãy trục khuỷu, phá hỏng động cơ
2.5.2 Các phương pháp kiểm tra và xác định hư hỏng của bạc lót
- Dùng mắt quan sát:
Chương 2: Thanh
- Bề mặt ren của bulông có bị tróc rỗ, mòn không. - Bề mặt tiếp xúc của bulông, đai ốc có phẳng - Kiểm tra bề mặt lớp hợp kim chịu mòn
- Kiểm tra khe hở lắp ghép, khoảng hở tối đa 0,10mm - Nếu khoảng hở lớn hơn mức tối đa thì thay thế.
- Kiểm tra sự cào xước bề mặt bạc, quan sát bằng mắt các vết xước, vết cháy rỗ trên bề mặt làm việc của bạc
- Kiểm tra vết tiếp xúc bề mặt bạc
2.5.3. Phương pháp sửa chữa bạc lót thanh truyền.
Sửa chữa bạc lót đầu to thanh truyền
- Nếu bạc đầu to thanh truyền bị mòn, cháy rỗ hoặc ô van lớn đều được thay bạc mới theo cốt sửa chữa của cổ biên.
- Khi thay bạc mới phải kiểm tra bề mặt bạc không bị xước, độ nhô cao của mặt bạc, diện tích tiếp xúc của lưng bạc với lỗ lắp bạc.
- Khi lớp hợp kim chống mòn còn dày và không có vết xước tróc thì có thể cạo rà bạc lót để dùng lại
2.6 Nguyên nhân hư hỏng và phương pháp kiểm tra sửa chữa bu lông2.6.1 Nguyên nhân hư hỏng của bu lông thanh truyền 2.6.1 Nguyên nhân hư hỏng của bu lông thanh truyền
- Bề mặt ren bị tróc rỗ, mòn không, nguyên nhân: do tháo lắp nhiều lần, siết quỏ lực. Hậu quả: làm tăng khe hở, giảm áp suất, gõ động cơ.
- Bề mặt tiếp xúc của bulông, đai ốc không phẳng, nguyên nhân: do tháo lắp nhiều lần, xiết quá mô men uy định.
- Thân bulông bị cong, nguyên nhân: do tháo lắp nhiều lần.
2.6.2 Các phương pháp kiểm tra và xác định hư hỏng của bu lông
- Dùng mắt quan sát xem bulong, đai ốc có bị cháy ren hay không - Bề mặt ren của bulông có bị tróc rỗ, mòn không
- Bề mặt tiếp xúc của bulông, đai ốc có phẳng không.
- Kiểm tra chất lượng bulông về ren, chốt chẻ, phanh hãm chống tự tháo. - Dùng panme đo đường kính thân bulong
Chương 2: Thanh
- Đường kính tối thiểu không được nhỏ hơn đường kính tiêu chuẩn 0,20– 0,35mm. Nếu nhỏ hơn mức tối thiểu thì thay thế bulong mới.
Hình 2.19: Phương pháp kiểm tra bulong thanh truyền
2.6.3. Phương pháp sửa chữa bulong thanh truyền
Đối với hư hỏng ở bu lông thanh truyền ta tiến hàng thay thế bu lông mới
Chương 3: Trục 2
Chương 3:
TRỤC KHUỶU
Chương 3: Trục
3.1. Nhiệm vụ và điều kiện làm việc.
- Trục khuỷu là một trong những chi tiết máy rất quan trọng, nó có cường độ làm việc cao và giá thành cao nhất của động cơ đốt trong.
- Khối lượng của trục khuỷu thường chiếm 7÷15% khối lượng của động cơ. Giá
thành
3.1.1. Nhiệm vụ.
- Khi động cơ làm việc, trục khuỷu tiếp nhận lực tác dụng trên piston truyền qua thanh truyền và biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay để dẫn động các bộ phận công tác như: máy bơm nước, máy phát điện, bánh xe chủ động của ô tô, máy kéo.
- Nhận năng lượng từ bánh đà truyền lại cho piston để thực hiện các quá trình sinh công.
3.1.2. Điều kiện làm việc.
- 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 và thay đổi theo chu kỳ nhất định nên có tính chất va đập rất mạnh. Các lực tác dụng gây ra ứng suất uốn và xoắn trục, đồng thời còn gây ra hiện tượng dao động dọc và dao động xoắn, làm động cơ rung động, mất cân bằng.
- 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.
3.2. Vật liệu và phương pháp chế tạo trục khuỷu. 3.2.1. Vật liệu. khuỷu. 3.2.1. Vật liệu.
Loại vật liệu thường dùng để chế tạo trục khuỷu hiện nay là thép cacbon có thành phần cacbon trung bình như các loại thép C35, C40, C45. Trong các động cơ tốc độ cao hoặc phụ tải lớn thường dùng thép hợp kim măng gan như thép 45T, 45T2, 50T… hoặc thép hợp kim niken-crom như thép 40X, 18XHBA, 25HB.