4. Ưu nhợc điểm của động cơ đốt trong
2.2.2Chốt piston
a.Vai trò
Là chi tiết nối piston và thanh truyền, tuy kết cấu đơn giản nhng chốt piston có vai trò rất quan trọng để bảo đảm điều kiên làm việc bình thờng của động cơ.
b.Điều kiện làm việc
Chốt piston chịu lực va đập, tuần hoàn, nhiệt độ cao và điều kiện bôi trơn khó khăn.
c. Vật liệu chế tạo
Chốt piston thờng đợc chế tạo từ thép ít cácbon và thép hợp kim có với các thành phần hợp kim nh crôm, măng gan với thành phần cácbon thấp. Để tăng độ cứng cho bề mặt - tăng sức bền mỏi- chốt đợc thấm than, xianua hoá, hoặc tôi cao tần và đợc mài bóng.
d. Kết cấu và các kiểu lắp ghép
Đa số các chốt piston có kết cấu đơn giản dạng trụ rỗng. Các mối ghép giữa chốt piston và piston, thanh truyền theo hệ trục để bảo đảm lắp ghép dễ dàng. Trong thực tế có ba kiểu lắp ghép sau:
Cố định chốt trên thanh truyền (hình 2-11,a): Khi đó chốt piston phải đợc lắp tự do trên bệ chốt. Do không phải giải quyết vấn đề bôi trơn của mối ghép với thanh truyền nên có thể thu hẹp bề rộng đầu thanh truyền và nh vậy tăng đợc chiều dài của bệ chốt, giảm đợc áp suất tiếp xúc- mòn- tại đây. Tuy nhiên mặt phẳng chịu lực của chốt ít thay đổi nên tính chịu mỏi kém.
Cố định chốt piston trên bệ chốt (hình 2-11,b): Khi đó chốt phải đợc lắp tự do trên thanh truyền. Cũng giống nh phơng pháp trên, do không phải bôi trơn cho bệ chốt nên có thể rút ngắn chiều dài của bệ để tăng chiều rộng đầu nhỏ thanh truyền, giảm đợc áp suất tiếp xúc- mòn- của mối ghép này. Tuy nhiên, mặt phẳng chịu lực của chốt piston không thay đổi nên tính chịu mỏi của chốt kém.
a) b)
vít hãm
Hình 2-11: Lắp cố định chốt piston trên đầu nhỏ thanh truyền a) và trên bệ chốt b)
Lắp tự do ở cả hai mối ghép (hình 2-12,a): Tại hai mối ghép đều không có kết cấu hãm. 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 (0,01-0,02 mm đối với động cơ ô tô, máy kéo). Trong quá trình làm việc, do nhiệt độ cao, piston
bằng hợp kim nhôm giãn nở nhiều hơn chốt piston bằng thép, tạo ra khe hở ở mối ghép này nên chốt piston có thể tự xoay. Khi đó, mặt phẳng chịu lực thay đổi nên chốt piston mòn đều hơn và chịu mỏi tốt hơn. Vì vậy, phơng pháp này đợc dùng rất phổ biến hiện nay. Tuy nhiên phải giải quyết vấn đề bôi bôi trơn ở cả hai mối ghép và phải có kết cấu hạn chế di chuyển dọc trục của chốt, thông thờng dùng vòng hãm hình 2-12,b hoặc nút kim loại mềm có mặt cầu nh trên hình 2-12,c. Trớc khi lắp chốt vào bệ chốt nên ngâm piston trong dầu hoặc trong nớc nóng để lắp ráp dễ dàng.
a)
b)
c)
Hình 2-12: Lắp tự do chốt piston
Do có các mối ghép động nên phải giải quyết bôi trơn cho các mối ghép này. Sau đây
là một số phơng án đợc dùng trong thực tế. Đối với bệ chốt thờng đợc khoan lỗ để dẫn dầu do xéc măng dầu gạt về (hình 2-13,a) hoặc khoan lỗ hứng dầu (hình 2-13, b). Còn đối với thanh truyền, để bôi trơn ngời ta có thể dùng lỗ hứng dầu (hình 2-13, c) hoặc bôi trơn cỡng bức kết hợp với làm mát đỉnh piston bằng dầu có áp suất cao dẫn từ trục khuỷu dọc theo thân thanh truyền nh đợc dùng ở động cơ ô tô IFA W 50 hoặc ZIL 130 (hình 2-13, d và e).
a) b) c) d) e)
Hình 2-13: Bôi trơn các mối ghép chốt piston