g. Đuụi trục khuỷu.
2.5.4. Vật liệu và phương phỏp chế tạo trục khuỷu
Loại vật liệu thường dựng để chế tạo trục khuỷu hiện nay là thộp cacbon cú thành phần cacbon trung bỡnh như cỏc loại thộp 4050. Trong cỏc động cơ tốc độ cao hoặc phụ tải lớn thường dựng thộp hợp kim măng gan như thộp 45T, 45T2, 50T… hoặc thộp hợp kim niken-crụm như thộp 40X, 18XHBA, 25HB.
Loại thộp cacbon được dựng rất nhiều vỡ nú cú cỏc ưu điểm sau :
a)Hệ số ma sỏt trong của thộp cacbon lớn hơn của thộp hợp kim vỡ vậy thộp cacbon cú khả năng giảm dao động xoắn lớn hơn thộp hợp kim, biờn độ dao động xoắn nhỏ hơn nờn ứng suất xoắn cũng nhỏ.
b)Thộp cacbon rẻ tiền hơn thộp hợp kim nhiều nờn giỏ thành của trục khuỷu hạ. Cũng cần chỳ ý trằng tuy sức bền của thộp cacbon cú kộm sức bền của thộp hợp kim nhưng ngày nay cú rất nhiều biện phỏp về kết cấu cũng như về cụng nghệ để nõng cao sức bền, độ cứng vững của trục khuỷu khiến trục khuỷu làm việc an toàn.
Ngồi thộp ra, ngày nay cũn dựng gang gơraphớt cầu cú tổ chức peclớt để đỳc trục khuỷu.
Gang gơraphớt cầu cú rất nhiều ưu điểm :
+ Tớnh lưu động của gang tốt hơn thộp nờn dễ đỳc hơn thộp.
+ Gang rẻ tiền hơn thộp do đú hạ được giỏ thành chế tạo trục khuỷu.
+ Hệ số ma sỏt trong của gang lớn nờn khả năng dập tắt dao động xoắn của trục khuỷu tốt hơn.
+ Gang giữ dầu bụi trơn tốt và tớnh chịu mũn của gang cũng tốt hơn thộp. + Gang ớt nhạy cảm với ứng suất tập trung.
Chế tạo phụi trục khuỷu thường dựng hai phương phỏp : Rốn tự do hoặc rốn khuụn và
đỳc.
- Rốn tự do hoặc rốn khuụn. Thường dựng cỏc loại thộp cacbon và thộp hợp kim để
rốn. Phương phỏp tạo phụi này được dựng trong sản xuất hàng loại đối với loại trục
khuỷu nhỏ. Phụi rốn khuụn trước khi đem gia cụng phải tiến hành ủ và thường hoỏ để
khử nội lực. Trước khi mài phải tụi và ram để đảm bảo tớnh năng cơ học của trục khuỷu. Đối với trục khuỷu cú kớch thước lớn thường dựng phương phỏp rốn tự do. Phương phỏp tạo phụi bằng cỏch rốn tự do cú nhược điểm là lượng dư gia cụng lớn,
khi gia cụng cắt gọt, thớ kim loại của trục khuỷu bị cắt đứt, khụng liờn tục, do đú ảnh
hưởng đến sức bền của trục khuỷu.
- Đỳc. Vật liệu dựng để đỳc trục khuỷu thường là thộp cacbon, thộp hợp kim và gang
gơraphớt cầu. Phương phỏp đỳc trục khuỷu được dựng trong sản xuất hàng loạt vỡ nú cú ưu điểm như :
+ Khiến cho việc phõn bố kim loại bờn trong trục khuỷu cú thể thực hiện theo ý muốn để đạt được sức bền cao nhất.
Tuy nhiờn phương phỏp đỳc trục khuỷu cũng cũn nhiều nhược điểm như :
- Thành phần kim loại đỳc khú đồng đều. Khi đỳc, thộp kết tinh khụng đều. Tinh thể
phớa trong thụ hơn tinh thể mặt ngoài, gang graphớt cầu, cầu hoỏ khụng hoàn tồn nờn ảnh hưởng đến sức bền trục khuỷu.
- Do gang graphớt cầu cú rất nhiều graphớt nờn khú mài búng.
- Dễ xảy ra cỏc khuyết tật đỳc như rỗ ngút, rỗ khớ, rạn nứt ngầm….Vỡ vậy việc đỳc trục khuỷu bằng gang graphớt cầu vẫn chưa được dựng thật rộng rĩi.
2.6. Bỏnh đà.
2.6.1. Nhiệm vụ, yờu cầu và điều kiện làm việc.
- Trong động cơ đốt trong, bỏnh đà cú cụng dụng là đảm bảo tốc độ quay của trục
khuỷu đồng đều.
Mụmen của động cơ khụng phải là một hằng số. Mụmen chớnh phụ thuộc vào số kỳ, số xy lanh, cỏch bố trớ xy lanh và thứ tự làm việc của cỏc xy lanh. Hiện tượng này gõy nờn cỏc tải trọng phụ cú tớnh chất va đập trong cỏc cơ cấu của động cơ, trờn nền múng lắp đặt động cơ và trờn cỏc cơ cấu liờn hợp với động cơ.
Trong quỏ trỡnh làm việc, bỏnh đà tớch trữ năng lượng dư sinh ra trong hành trỡnh sinh
cụng để bự đắp phần năng lượng thiếu hụt trong cỏc hành trỡnh tiờu hao cụng, khiến
cho trục khuỷu quay được đều hơn, giảm được biờn độ dao động của tốc độ gúc của trục khuỷu.
- Bỏnh đà cũn cú tỏc dụng khởi động động cơ bằng phương phỏp quỏn tớnh. Khi khởi
động theo kiểu này, bỏnh đà tớch trữ năng lượng giỳp khởi động động cơ.
- Trong một số loại động cơ xăng cỡ nhỏ làm mỏt bằng giú, cỏc cỏnh quạt giú được
đỳc liền ngay trờn mặt bỏnh đà do đú bỏnh đà cú tỏc dụng nhu là một quạt giú.
- Ở một số loại động cơ, trờn bỏnh đà cũn gắn nam chõm vĩnh cửu để tạo ra nguồn điện thế thấp dựng cho hệ thống chiếu sỏng hay hệ thống đỏnh lửa. Do đú, bỏnh đà tỏc dụng
như một stato quay của mỏy phỏt điện xoay chiều.
- Bỏnh đà thụng thường cũn dựng để gắn trục thu cụng suất của động cơ.
- Ngồi ra, bỏnh đà cũn là nơi để ghi cỏc ký hiệu ĐCT, ĐCD, gúc phun sớm, gúc đỏnh lửa v. v…
2.6.2. Kiết cấu của Bỏnh đà
Bỏnh đà của động cơ đốt trong tốc độ thấp và trung bỡnh thường đỳc bằng cỏc loại
gang xỏm từ Cì 21-40 đến Cì 32-52. Bỏnh đà của động cơ tốc độ cao, n>4500v/ph
thường đỳc hoặc dập bằng thộp cacbon cú thành phần cacbon thấp.
Kết cấu của bỏnh đà tựy thuộc vào kiểu loại động cơ. Số xy lanh càng nhiều, bỏnh đà càng nhỏ. Bỏnh đà của động cơ dựng trờn ụtụ cú kớch thước nhỏ gọn hơn bỏnh đà của
Kớch thước cơ bản của bỏnh đà là đường kớnh ngoài của nú. Nếu đảm bảo cựng một “mụmen bỏnh đà” như nhau thỡ bỏnh đà đường kớnh càng lớn sẽ càng nhẹ, càng tốn ớt
vật liệu chế tạo. Tuy vậy đường kớnh ngoài của bỏnh đà bị hạn chế bởi điều kiện bố trớ chung của động cơ, nhất là đối với cỏc động cơ dựng trờn ụtụ mỏy kộo. Vỡ vậy, đường kớnh ngồi của bỏnh đà của động cơ ụtụ thường khụng được vượt quỏ 300450mm ;
đường kớnh ngoài của bỏnh đà của động cơ mỏy kộo thường khụng vượt quỏ
350650mm. Nếu muốn tăng “mụmen bỏnh đà”, cú thể tăng chiều dày hoặc tiết diện của vành đai bỏnh đà.
Phõn loại bỏnh đà theo kết cấu, cú thể chia thành ba loại chớnh sau đõy :