Thanh truyền

4. Ưu nhợc điểm của động cơ đốt trong

2.2.4Thanh truyền

a. Vai trò

Là chi tiết nối giữa piston và trục khuỷu hoặc guốc trợt.

b. Điều kiện làm việc

Thanh truyền chịu lực khí thể, lực quán tính của nhóm piston và lực quán tính của bản thân thanh truyền. Các lực trên đều là các lực tuần hoàn, va đập.

c. Vật liệu chế tạo

Đối với động cơ tĩnh tại và động cơ tàu thuỷ tốc độ thấp, ngời ta dùng thép ít cácbon hoặc thép cácbon trung bình nh 30, 35, 45. Đối với động cơ ô tô máy kéo và động cơ tàu thuỷ cao tốc, ngời ta dùng thép cácbon trung bình nh 40, 45 hoặc thép hợp kim crôm, ni ken. Còn đối với động cơ cao tốc và cờng hoá nh động cơ ô tô du lịch, xe đua... ngời ta dùng thép hợp kim đặc biệt có nhiều thành phần hợp kim nh mănggan, niken, vônphram...

d. Kết cấu

Ngời ta chia kết cấu thanh truyền làm 3 phần là đầu nhỏ, đầu to và thân thanh truyền (hình 2-17). đầu nhỏ thân đầu to

Hình 2-17: Kết cấu thanh truyền

Sau đây ta xét kết cấu từng phần cụ thể.  Đầu nhỏ:

• Khichốt piston lắp tự do với thanh truyền, trên đầu nhỏ thờng phải có bạc lót (hình 2-18, a). Đối với động cơ ô tô máy kéo thờng là động cơ cao tốc, đầu nhỏ thờng mỏng để giảm trọng lợng. Trên đỉnh đầu nhỏ, ở một số động cơ ngời ta thờng làm vấu lồi trên đầu nhỏ để điều chỉnh trọng tâm thanh truyền cho đồng đều giữa các xy lanh (hình 2-18, b). Để bôi trơn bạc lót và chốt piston có những phơng án nh dùng rãnh hứng dầu (hình 2-18, c) hoặc bôi trơn cỡng bức do dẫn dầu từ trục khuỷu dọc theo thân thanh truyền (hình 2- 18, a). ở động cơ 2 kỳ, do điều kiện bôi trơn khó khăn, ngời ta làm các rãnh chứa dầu ở bạc đầu nhỏ (hình 2-18,d). Cũng chính vì bôi trơn khó khăn nên ở một số động cơ ngời ta dùng bi kim thay cho bạc lót (hình 2-18, e). Khi đó lắp ráp thanh truyền với chốt piston và piston khá phức tạp. Bạc lót đầu nhỏ thanh truyền thờng bằng đồng thanh hoặc thép có tráng hợp kim chống mòn. Bạc lắp có độ dôi vào đầu nhỏ rồi đợc doa đạt kích thớc chính xác lắp ghép.

a) b) c) d) e)

Hình 2-18: Kết cấu đầu nhỏ thanh truyền

• Khi chốt piston cố định trên đầu nhỏ thanh truyền, đầu nhỏ phải có kết cấu kẹp chặt nh đã thể hiện ở hình (hình 2-10).

 Thân thanh truyền

a) b) c) d) e)

Hình 2-19: các loại tiết diện thân thanh truyền

Tiết diện thân thanh truyền thờng thay đổi từ nhỏ đến lớn kể từ đầu nhỏ đến đầu to. Tiết diện tròn (hình 2-19, a) có dạng đơn giản, có thể tạo phôi bằng rèn tự do, thờng đợc dùng trong động cơ tàu thuỷ. Loại này không tận dụng vật liệu theo quan điểm sức bền đều. Loại tiết diện chữ I (hình 2-19, b) có sức bền đều theo hai phơng, đợc dùng rất phổ biến, từ động cơ cỡ nhỏ đến động cơ cỡ lớn và đợc tạo phôi bằng ph- ơng pháp rèn khuôn. Loại tiết diện hình chữ nhật, ô van (hình 2-19, c và d) có u điểm là dễ chế tạo, thờng đợc dùng ở động cơ mô tô, xuồng máy cỡ nhỏ.

 Đầu to thanh truyền

Để lắp ráp với trục khuỷu một cách dễ dàng, đầu to thanh truyền thờng đợc cắt làm hai nửa và lắp ghép với nhau bằng bu lông hay vít cấy. Do đó bạc lót cũng phải đợc chia làm hai nửa và phải đợc cố định trong lỗ đầu to thanh truyền. Hình 2-20 thể hiện

vấu l ỡi gà định vị

bạc lót

Hình 2-20: Kết cấu cố định bạc lót trên đầu to thanh truyền

một dạng kết cấu này gọi là kiểu vấu lỡi gà. Do đầu to thanh truyền chia làm hai nửa, ở một số động cơ, ngời ta lắp một số đệm bằng thép mềm ở bề mặt phân cách. Khi

a) b) c)

d) e) f) g)

A-A δ

Hình 2-21: Các dạng kết cấu đầu to thanh truyền

sửa chữa lớn, sẽ lấy bớt các tấm đệm này ra rồi tiến hành doa hoặc cạo rà lại bạc lót. Ph- ơng pháp này chỉ dùng với những động cơ có tính đơn chiếc. Ngoài ra, khi lắp đệm ở bề mặt phân cách sẽ làm tăng tải trọng tác dụng lên chi tiết ghép nối hai nửa đầu to là bu lông hay gu giông thanh truyền, vì khi đó độ cứng của mối ghép sẽ giảm. Đối với động cơ cỡ lớn, để tiện khi chế tạo, ngời ta chế tạo đầu to thanh truyền riêng rồi lắp với thân thanh truyền (hình 2-21,a). Bề mặt lắp ghép giữa thân và đầu to thanh truyền đợc lắp các tấm đệm thép dày 5-20 mm để có thể điều chỉnh tỷ số nén cho đồng đều giữa các xy lanh. Trong một số trờng hợp, do kích thớc đầu to quá lớn nên đầu to thanh truyền đợc chia làm hai nửa bằng mặt phẳng chéo (hình 2-21,b) để đút lọt vào xy lanh khi lắp ráp. Khi đó, mối ghép sẽ phải có kết cấu chịu lực cắt thay cho bu lông thanh truyền nh vấu hoặc răng khía. Để giảm kích thớc đầu to thanh truyền, có loại kết cấu bản lề và hãm bằng chốt côn (hình 2-21, c). Một số động cơ hai kỳ cỡ nhỏ có thanh truyền không chia làm hai nửa phải dùng

ổ bi đũa (hình 2-21, d) đợc lắp dần từng viên. Một số động cơ nhiều xy lanh kiểu chữ V hoặc hình sao, thanh truyền của hai hàng xy lanh khác nhau, thanh truyền phụ không lắp trực tiếp với trục khuỷu mà lắp với chốt phụ trên thanh truyền chính (hình 2-21, e) hoặc hai thanh truyền lắp lồng với nhau trên trục khuỷu nên một thanh truyền có đầu to dạng hình nạng (hình 2-21, f). Một số động cơ có trục khuỷu trốn cổ, để bố trí khoảng cách giữa các xy lanh hợp lý, chiều dày đầu to không đối xứng qua mặt phẳng dọc của thân thanh truyền (hình 2-21, g).