Sửa chữa cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

PhÇn 1 Ch­¬ng 5 söa ch÷a c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn 5 1 CÊu t¹o vµ ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña c¬ cÊu C¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn (h×nh 5 1 1) gåm nhãm pÝt t«ng (pÝt t«ng, chèt pÝt t«ng, xÐc m¨ng), nhãm thanh truyÒn (thanh truyÒn, bu l«ng thanh truyÒn, b¹c lãt), trôc khuûu vµ b¸nh ®µ cã nhiÖm vô chung lµ tiÕp nhËn ¸p lùc khÝ thÓ trong xi lanh vµ biÕn lùc nµy thµnh m« men lµm quay m¸y c«ng t¸c 5 1 1 Nhãm pÝt t«ng a) PÝt t«ng PÝt t«ng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn lªn xuèng trong xi lanh, cã nhiÖm vô cï.

Chơng 5

sửa chữa cơ cấu trục khuỷu-thanh truyền

5.1 Cấu tạo và điều kiện làm việc của cơ cấu

Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền (hình 5.1-1) gồm nhóm pít tông (pít tông, chốt pít tông, xéc măng), nhóm thanh truyền (thanh truyền, bu lông thanh truyền, bạc lót), trục khuỷu và bánh đà có nhiệm vụ chung là tiếp nhận áp lực khí thể trong xi lanh và biến lực này thành mô men làm quay máy công tác

5.1.1 Nhóm pít tông

a) Pít tông

Pít tông chuyển động tịnh tiến lên xuống trong xi lanh, có nhiệm vụ cùng với xi lanh và nắp xi lanh tạo thành buồng cháy,

đồng thời truyền lực khí thể cho thanh truyền cũng nh nhận lực từ thanh truyền để thực thay đổi khí và nén khí

Pít tông làm việc trong điều kiện tốc độ lớn, chịu ma sát mài mòn với thành xi lanh, bị đốt nóng do tiếp xúc với khí cháy

ở nhiệt độ cao và chịu áp lực khí thể và lực quán tính Do vậy pít tông phải nhẹ, giãn nở nhiệt ít và có độ bền cơ học

và độ chịu mòn cao Pít tông động cơ ô tô thờng đợc đúc bằng hợp kim nhôm

Về cấu tạo, pít tông có hình dạng nh hình 5.1-2, gồm có

đỉnh, đầu và thân

Đỉnh pít tông có nhiệm vụ cùng với xi lanh và nắp xi lanh tạo thành buồng cháy của

động cơ Đỉnh pít tông của động cơ xăng thờng có dạng đỉnh bằng hoặc đôi khi đợc khoét lõm để tránh chạm vào tán xupáp Đỉnh pít tông của động cơ diesel có thể có các dạng lõm khác nhau tuỳ thuộc kết cấu buồng cháy của động cơ

Đầu pít tông có đờng kính nhỏ hơn thân pít tông và có các rãnh lắp xéc măng khí và xéc măng dầu để bao kín buồng cháy Động cơ ô tô thờng có 2-3 xéc măng khí và 1-2 xéc măng dầu, động cơ diesel thờng có nhiều xéc măng hơn động cơ xăng Trên rãnh xéc

trơn trên thành xi lanh thoát về các te Phía trên rãnh xéc măng khí thứ nhất có thể có một rãnh nhỏ để

Thân pít tông có nhiệm vụ dẫn hớng cho pít tông chuyển động trong xi lanh Trên thân có lỗ ngang để lắp chốt pít tông với đầu nhỏ thanh truyền Vị trí

4

1 2

5 6

7

Hình 5.1-1. Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền 1- trục khuỷu; 2- thanh truyền; 3- chốt pít tông;

4- xéc măng; 5- pít tông; 6- bu lông thanh truyền; 7- bạc lót đầu to thanh truyền.

3

Đỉn h

Thâ

n

Đầu

Rãnh lắp xéc măng

Lỗ lắp chốt pít tông

Hình 5.1-2. Pít tông

Để tránh pít tông bị bó kẹt trong xi lanh do biến dạng và giãn nở nhiệt, thân pít tông thờng

đợc làm thành dạng ô van trục ngắn trùng với tâm chốt hoặc tiện bớt kim loại ở hai đầu bệ chốt vì hai mặt hai đầu bệ chốt không phải là mặt dẫn hớng Đôi khi ngời ta còn cho một khung bằng kim loại ít giãn nở nhiệt vào bệ chốt khi

đúc để giảm biến dạng của pít tông khi làm việc Một số pít tông (động cơ xăng) còn đợc xẻ rãnh chống bó kẹt trên thân ở phía thuận chiều quay của trục khuỷu (hình 5.1-3)

b) Chốt pít tông

Chốt pít tông là chi tiết liên kết và truyền lực giữa pít tông và thanh truyền nên chịu lực

va đập mạnh và chịu mài mòn lớn Do vậy chốt pít tông thờng đợc làm bằng thép hợp kim có độ bền cơ học và chóng mòn cao

Về mặt kết cấu, chốt pít tông có bề ngoài hình trụ, trong rỗng để giảm khối lợng Chốt pít tông có thể đợc lắp cố định trên đầu nhỏ thanh truyền bằng bu lông kẹp và quay trên bệ chốt, lắp cố định trên bệ chốt bằng vít hãm và quay trên đầu nhỏ thanh truyền, hoặc lắp quay tự do trên cả bệ chốt và trên đầu nhỏ thanh truyền Tuy nhiên, pít tông hợp kim nhôm của động cơ ô tô thờng dùng phơng pháp lắp tự do trên hai mối ghép, khi đó chốt đợc chặn di chuyển dọc bằng vòng

c) Xéc măng

mặt đầu luôn ép khít vào một mặt bên của

măng khí ngăn khí từ buồng cháy lọt xuống các te còn xéc măng dầu ngăn dầu bôi trơn từ hộp trục khuỷu sục lên buồng cháy

Xéc măng chịu tải trọng và ma sát lớn do

áp suất khí thể trong xi lanh và do chuyển

động di truợt trên mặt gơng xi lanh Xéc măng còn chịu nhiệt độ cao,

đặc biệt là xéc măng khí đầu tiên, làm cho quá trình bôi trơn

Hình 5.1-3. Một số kết cấu chống bó kẹt

của pít tông (a) thân có tiết diện hình ô van; (b) tiện

bớt bề mặt bệ chốt pít tông hoặc cài

thêm một khung kim loại ít giãn nở nhiệt và

bêh chốt; (c) và (d) xẻ rãnh trên thân.

a

b<

a

=90-120 o (a)

(d)

Hình 5.1-4. Kết cấu chốt pít tông lắp tự do 1- chốt pít tông;

2- vòng chặn

di chuyển dọc của chốt; 3- đ ờng dẫn dầu lên bôi trơn chốt.

2 1

3

(a)

Hình 5.1-5. Xéc măng (a) hình dạng xéc măng ở trạng thái tự do; (b) các dạng miệng xéc măng; (c) các dạng tiết diện xéc măng

1- xéc măng khí; 2- xéc măng dầu tổ hợp.

1

2

1 2

3 4

6

Hình 5.1-6. Sự bơm dầu của xéc măng khí (a) và sự gạt dầu của xéc măng dầu (b) 1- thành xi lanh; 2- pít tông; 3- xéc măng khí;

4- chuyển động của pít tông; 5- chuyển

động của dầu; 6- xéc măng dầu; 7- lỗ thoát dầu về các te.

kém Do vậy, xéc măng bị mòn nhanh nhất trong các chi tiết ma sát pít tông, xéc măng,

xi lanh

Về kết cấu, xéc măng là một vòng hở miệng (hình 5.1-5 a) ở trạng thái tự do, xéc măng có dạng méo, miệng banh rộng Khi lắp vào xi lanh, xéc măng bị bóp lại thành dạng tròn và do có lực đàn hồi nên luôn ép khít vào thành xi lanh Miệng xéc măng có thể đợc cắt thẳng, vắt vát hoặc cắt bậc (hình 5.1-5 b) Xéc măng khí có thể có các dạng tiết diện khác nhau (hình 5.1-5 c)

Xéc măng khí không có tác dụng ngăn dầu mà còn bơm dầu lên buồng cháy khi pít tông chuyển động lên xuống (hình 5.1-6) nên phải sử dụng xéc măng dầu Về kết cấu, xéc măng dầu và rãnh xéc măng dầu phải có đờng thoát dầu trở về các te Hình 5.1-7 giới

thờng có 3 chi tiết lắp trên mỗi rãnh xéc

truyền xuống và chịu lực quán tính của bản thân nó Thanh truyền của động cơ ô tô thờng đợc chế tạo bằng thép hợp kim và có kết cấu thanh cứng vững

Kết cấu thanh truyền có thể đợc chia làm 3 phần là đầu nhỏ,

đàu to và thân thanh truyền (hình 5.1-8)

Đầu nhỏ thanh truyền dùng để lắp chốt pít tông Khi chốt pít tông lắp tự do với đầu nhỏ thanh truyền thì trên đầu nhỏ có bạc lót, bạc này thờng làm bằng đồng và ép căng vào lỗ đầu nhỏ Phía trên đầu nhỏ có thể có lỗ hứng dầu bôi trơn cho bạc hoặc phía dới có đờng dầu từ đầu to lên bôi trơn bạc đầu nhỏ

Thân thanh truyền thờng có dạng chữ I lớn dần về đầy to thanh truyền Trong thân có thể có đờng dầu từ đầu to lên bôi trơn bạc đầu nhỏ

Đầu to thanh truyền là bộ phận nối với chốt khuỷu và quay trên chốt khuỷu Để lắp với chốt khuỷu của trục khuỷu liền, đầu to thanh truyền thờng đợc cắt thành hai phần, một phần liền với thân thanh truyền gọi là thân đầu đo và phần kia gọi là nắp đầu to và đ

-ợc lắp với nhau bằng bu lông thanh truyền Bạc lót lắp trong lỗ đầu to là chi tiết ma sát trực tiếp với bề mặt chốt khuỷu cũng đợc cắt thành hai phần và có vấu định vị chống xoay trên thân và nắp đầu to Khi tháo lắp không đợc phép đổi lẫn các nắp đầu to cung nh bạc lót giữa các thanh truyền với nhau Đối với trục khuỷu ghép, đầu to thờng đợc làm liền khối và sử dụng ổ bi đũa Trên thân đầu to của hầu hết các thanh truyền của

động cơ ô tô đều có một lỗ khoan nhỏ để phun dầu lên bôi trơn mặt gơng xi lanh và và các chi tiết cần bôi trơn vung té trong hộp trục khuỷu

5.1.3 Trục khuỷu

Trục khuỷu có nhiệm

vụ tiếp nhận lực tác dụng

từ pít tông do thanh truyền chuyển tới và chuyển lực này thành mô men quay kéo máy công tác Đồng thời, trục khuỷu cũng nhận năng lợng quán tính từ bánh đà và

Hình 5.1-7. Một số dạng xéc măng dầu 1- thành xi lanh; 2- pít tông; 3, 4- xéc măng dầu đơn; 5- xéc măng dầu tổ hợp;

6- lỗ thoát dầu về các te.

Đầu nhỏ

Thâ

n

Đầu to

Hình 5.1-8. Thanh truyền

Hình 5.1-10. Trục khuỷu của động cơ 4 xi lanh 1- ngõng trục và then lắp bánh răng và puli; 2- cổ trục;

3- chốt khuỷu; 4- đối trọng; 5- bích lắp bánh đà;

6- bánh đà; 7- pu li và giảm chấn.

1

truyền cho thanh truyền pít tông để thực hiện quá trình thải, nạp và nén khí trong xi lanh

Trong quá trình làm việc trục khuỷu chịu ma sát trên ổ trục, chịu lực lớn và thay đổi theo chu kỳ do áp lực khí thể trong xi lanh và lực quán tính của các chi tiết chuyển động tác dụng lên Do đó trục khuỷu có nguy cơ bị mài mòn và biến dạng uốn, xoắn lớn Trục khuỷu thờng đợc chế tạo bằng théo rèn hoặc đúc bằng gang cầu

Về kết cấu, trục khuỷu là chi tiết khá phức tạp gồm đầu trục, đuôi trục và các khuỷu trục trên đó có cổ trục, chốt khuỷu và các đối trọng Hình 5.1-10 là một trục khuỷu đủ

cổ của động cơ 4 xi lanh

Mỗi khuỷu trục gồm hai cổ chính, hai má khuỷu và chốt khuỷu nối hai má Các khuỷu trục lệch nhau một góc nhất định Với động cơ nhiều xi lanh luân phiên nổ đồng đều thì góc lệch khuỷu của hai xi lanh nổ kế tiếp nhau bằng 720o/số xi lanh Các khuỷu trục nối với nhau qua một cổ chính chung, trờng hợp này gọi là trục đủ cổ Trục khuỷu đủ cổ

có số cổ chính bằng số xi lanh cộng thêm một Tuy nhiên, một số trục khuỷu có má khuỷu nối trực tiếp hai chốt khuỷu kề nhau theo từng cặp một nên giảm đợc số cổ chính Trục khuỷu dạng này đợc gọi là trục khuỷu trốn cổ và có số cổ chính bằng nửa số xi lanh cộng thêm một Các cổ chính và chốt khuỷu đợc mài tròn và xử lý bề mặt đạt độ cứng và độ bóng cao để có khả năng chịu mòn tốt khi quay trên các ổ trợt Giữa cổ chính và chốt khuỷu có khoan đờng dầu lên bôi trơn chốt

Các đối trọng là các chi tiết đợc chế tạo rời và lắp vào một số má khuỷu ở những vị trí nhất định để giúp trục khuỷu cân bằng trong quá trình làm việc

Đầu trục khuỷu có ngõng trục để lắp bánh răng dẫn động cơ cấu phân phối khí, lắp

pu li dẫn động các hệ thống khác và đôi khi lắp đĩa giảm dao động xoắn cho trục khuỷu Đầu trục còn có lỗ ren lắp vấu để

(hình 5.1-11 a)

5.1-11 b)

đợc đặt ở cổ giữa, nhng đôi khi đợc đặt ở cổ đầu hoặc cổ cuối Các bạc có hai phần, thân bạc bằng thép và hợp kim chịu mòn đợc tráng lên làm bề mặt ma sát Thân bạc có

vấu định vị trên thân ổ

5.1.4 Bánh đà

Bánh đà có nhiệm vụ làm

đều tốc độ quay của trục khuỷu Ngoài ra bánh

đà còn là nới lắp vành răng khởi động, đánh dấu các vị trí điểm chết, điểm đặt lửa và

Hình 5.1-11. Một dạng kết cấu đầu trục (a)

và kết cấu đuôi trục (b) của trục khuỷu 1- vấu khới động; 2- puli; 3- phớt chắn dầu;

4- ngõng đầu trục; 5- bánh răng; 6- đĩa chắn dầu; 7- rãnh xoắn hồi dầu; 8- phớt chắn dầu; 9- bánh đà.

(b)

1 2 3 4

Hình 5.1-12. ổ trục và bạc lót (a), (b) và ổ

chặn (c) 1- bu lông nắp ổ; 2- nắp ổ; 3- bạc lót; 4- thân ổ trên thân máy; 5- vấu chống xoay của bạc; 6- vấu chống xoay của bặc chặn;

8- rãnh dầu bôi trơn (a)

(c) 8

lắp với bộ phận truyền mô men ra ngoài.

Bánh đà (hình 5.1-10) đợc đúc bằng gang hoặc bằng thép, có dạng hình đĩa hoặc hình chậu có mô men quán tính lớn Mặt trớc đợc gia công để lắp với mặt bích trên đuôi trục khuỷu, mặt sau đợc gia công phẳng để làm đĩa ma sát cho li hợp Chu vi bánh đà

có ép một vành răng để ăn khớp với bánh răng của thiết bị khởi động khi hởi động động cơ

5.2 Kiểm tra sửa chữa trục khuỷu

5.2.1 Các h hỏng thờng gặp của trục khuỷu và phơng pháp kiểm

Làm việc trong điều kiện tải trọng lớn với cờng độ cao, va đập và chịu ma sát nên trục khuỷu có thể bị biến dạng cong, xoắn và thờng bị mòn ở các bề mặt cổ trục và cổ chốt Biến dạng xoắn của trục khuỷu thờng xảy ra ở động cơ nhiều xi lanh khi động cơ bị quá tải đột ngột hoặc trong trờng hợp động cơ đang làm việc với tải lớn thì bị bó biên hoặc

bó pít tông trong xi lanh do thiếu dầu bôi trơn hoặc một lý do nào đó Trong điều kiện làm việc bình thờng của động cơ thì trục khuỷu ít khi bị xoắn lớn và mức độ xoắn này không ảnh hởng đáng kể đến sự làm việc của động cơ Biến dạng cong của trục thờng xảy ra hơn so với xoắn và cũng do tải trong lớn gây ra Trục khuỷu cong sẽ gây tải trọng phụ lên các ổ trục của động cơ và làm tăng mài mòn cổ trục và bạc lót Trong một số trờng hợp quá tải trục khuỷu có thể còn bị nứt hoặc gãy Các bộ phận khác của trục nh lỗ ren lắp

ê cu răng sói khởi động ở đầu trục rãnh then lắp bánh răng hoặc pu ly, mặt bích lắp bánh đà, các lỗ bu lông lắp bánh đà và lỗ lắp vòng bi trục hộp số ở đuôi trục cũng có thể

bị hỏng cần kiểm tra sửa chữa

Cũng nh xi lanh, trục khuỷu là chi tiết chính của động cơ nên khi động cơ vào sửa chữa lớn theo chu kỳ sửa chữa thì trục khuỷu thờng đã mòn đến giới hạn phải đợc sửa chữa để phục hồi lại hoàn toàn khả năng làm việc của nó Bạc lót ổ trục thì đợc thay mới Trục khuỷu đợc sửa chữa bằng phơng pháp gia công cơ khí sửa chữa kích thớc đối với các

cổ trục và chốt khuỷu tơng tự nh sửa chữa xi lanh Tức là các cổ trục và chốt khuỷu bị mòn sẽ đợc gia công bằng mài đến các kích thớc cốt sửa chữa mới là các kích thớc đợc qui

định đối với mỗi loại động cơ ứng với mỗi lần sửa chữa Còn bạc lót ổ trục thì đợc thay bằng các bạc lót mới có kích thớc tơng ứng với kích thớc sửa chữa của trục Đặc điểm của phơng pháp sửa chữa và cốt sửâ chữa đã đợc trình bày trong phần sửa chữa xi lanh

Để quyết định phơng án sửa chữa trục khuỷu, trớc hết cần phải kiểm tra phát hiện h hỏng của trục Quan sát bằng mắt thờng để kiểm tra hiện tợng nứt trục, chú ý vào cổ giữa và các phần má khuỷu nối cổ trục và cổ chốt nếu trục khuỷu bị nứt thì phải thay mới Quan sát kiểm tra lỗ ren lắp ê cu răng sói đầu trục, kiểm tra mặt bích đuôi trục và các lỗ bu lông lắp bánh đà, lỗ lắp vòng bi đuôi trục, các mặt côn định tâm ở đầu và

đuôi trục và bề mặt lắp phớt chắn dầu nếu hỏng thì phải sửa chữa

Khâu kiểm tra chính của việc kiểm tra trục khuỷu là đo độ biến dạng của trục và độ mòn của các cổ trục và chốt khuỷu Biến dạng của trục bao gồm hiện tợng xoắn và cong

Đối với động cơ ô tô trong điều kiện làm việc bình thờng thì biến dạng xoắn của trục khuỷu thòng nhỏ, ít gây tác hại đến động cơ nên khi vào sửa chữa ngời ta thờng không cần kiểm tra hiện tợng biến dạng này Tuy nhiên, đối với động cơ nhiều xi lanh nếu ở công

đoạn tháo động cơ phát hiện thấy các h hỏng bất thờng nh cháy pít tông do bó pít tông trong xi lanh hoặc cháy bạc do bó biên hoặc bó cổ trục thì phải kiểm tra mức độ biến

Hiện tợng cong trục thì bắt buộc phải kiểm tra

cong nhỏ thì không cần phải khắc phục bằng

gia công trục Sơ đồ Khối V nguyên lý kiểm tra độ

Đồng hồ so

Hình 5.2-1. Sơ đồ kiểm tra

độ cong của trục khuỷu

cong của trục khuỷu đợc giới thiệu trên hình 5.2-1 Trục đợc gá trên hai khối V, mũi rà của

đồng hồ so tì và cổ giữa, quay trục bằng tay và nhìn vào mức độ lắc của kim đồng hồ

để đánh giá Nếu mũi rà của đồng hồ tì vào phần bề mặt không mòn của bề mặt cổ trục (phần bề mặt đối diện rãnh dầu bôi trơn trên bạc lót) thì độ lắc của kim đồng hồ phản ánh độ cong của trục và trị số độ cong đợc tính bằng nửa hiệu của giá trị chỉ lớn nhất và nhỏ nhất của kim đồng hồ Còn nếu mũi rà của kim đồng hồ tì vào phần bề mặt

bị mòn của cổ trục thì độ lắc của kim đồng hồ phản ánh cả độ cong của trục và độ ô van của cổ trục giữa Trong trờng hợp này, độ cong của trục bằng nửa hiệu của độ lắc của kim đồng hồ và độ ô van của cổ trục, tức là bằng giá trị chỉ lớn nhất của kim trừ giá trị chỉ nhỏ nhất trừ đi độ ô van và chia đôi Để đo đợc chính xác độ cong thì trục khuỷu phải đợc gá trên hai mũi tâm hoặc các bề mặt đồng tâm không mòn của trục nh

bề mặt cổ lắp bánh răng đầu trục và vành lắp bánh đà đuôi trục Tuy nhiên, vì là trị số

độ cong của trục khuỷu nếu nằm trong phạm vi độ ô van của các cổ trục thì không cần phải nắn lại cho nên trong kiểm tra độ cong của trục ngời ta có thể gá trục lên hai khối V qua hai cổ chính nh hình 5.2-1 để tăng độ cứng vững

Độ mòn của các cổ trục và chốt khuỷu (cổ chốt) đợc kiểm tra bằng cách dùng pan me

đo ngoài để đo đờng kính của chúng nh minh hoạ trên hình 5.5-2 Cần đo ở nhiều

điểm khác nhau để xác định đợc độ mòn lớn nhất (đờng kính nhỏ nhất), độ ô van và

độ côn của chúng Độ ô van là hiệu lớn nhất của 2 đờng kính đo đợc trên 2 phơng vuông góc của một tiết diện nào đó Độ côn là hiệu lớn nhất của 2 đờng kính đo cùng phơng ở hai đầu cổ trục

Trong bảo dỡng hoặc sửa chữa nhỏ liên quan

đến trục khuỷu và bạc thì cần kiểm tra độ mòn

tháo để kiểm tra cổ trục và bạc không đợc lắp lẫn lộn các bạc từ ổ này sang ổ khác vì độ mòn của chúng khác nhau Để tránh bị lẫn, không nên tháo rời bạc lót ra khỏi nắp ổ và thân ổ Khi cần tháo bạc ra

để kiểm tra thì tháo bạc ở từng ổ một và sau khi kiểm tra xong thì phải lắp trở lại thân ổ và nắp ổ ngay và theo đúng vị trí ban đầu của chúng Kiểm

lót không có hiện tợng tróc, rỗ hoặc xớc thì tiếp tục kiểm tra khe hở giữa bạc và trục bằng cách dùng

kích thớc tiêu chuẩn, hoặc dỡng tự tạo với bề dày khoảng 0,1 mm Tháo nắp ổ, lau sạch bề mặt bạo lót và bề mặt cổ trục, bôi dầu bôi trơn lên hai bề mặt của chúng, đặt dỡng bằng chất dẻo lên bề mặt cổ trục dọc theo chiều dài cổ rồi lắp nắp ổ và bạc lại, vặn chặt đủ lực qui định, khi đó dỡng sẽ bị ép bẹt ra, chú ý không đợc quay trục, sau đó tháo nắp ổ ra và đo bề rộng của dỡng, và từ đó căn cứ vào só liệu của dỡng để tra ra bề dày, chính là khe hở bạc và trục Sau khi bị ép, bề rộng của dỡng càng lớn, tức là dỡng bị

ép càng nhiều thì khe hở càng nhỏ Với các dỡng tự tạo thì phải lấy ra và đo trực tiếp bề dày sau khi ép để xác định khe hở Khe hở tối đa cho phép phụ thuộc vào đờng kính

cổ trục , thờng là 0,01 mm cho mỗi một 10 cm đờng kính trục Ví dụ, đờng kính cổ trục

là 50 mm thì khe hở tính theo đờng kính có thể đến 0,05 mm Nếu khe hở lớn quá giới hạn này thì phải thay bạc hoặc vừa gia công lại cổ trục vừa thay bạc Khi đã thay bạc thì phải thay bạc ở tất cả các ổ trục

5.2.2 Phơng pháp sửa chữa trục khuỷu

Đối với các trục khuỷu đúc bằng gang cầu nếu trục bị cong quá 0,5 mm thì th ờng phải thay mới Còn đối với các trục khuỷu rèn thì có thể đợc nắn thẳng trên máy ép sau khi đã

đo và xác định đợc hớng cong và độ cong của trục Nếu nắn theo phơng pháp thủ công thì có thể thực hiện bằng cách dùng búa đánh theo hớng ngợc với chiều cong vào má khuỷu gần cổ giữa nhất để khắc phục biến dạng này Sau mỗi lần đánh búa lại phải đa trục lên

3 4

Hình 5.2-2. Kiểm tra độ mòn

cổ trục 1- kiểm tra dộ ô van; 2- kiểm tra

độ côn; 3- pan me; 4- cổ trục khuỷu.

kiểm tra và cứ làm nh vậy cho đến khi nào kiểm tra thấy đạt yêu cầu thì thôi Đối với các trục bị cong nhiều thì sau khi nắn phải ủ trục ở nhiệt độ 180-200oC trong 5-6 giờ để tránh biến dạng đàn hồi trở lại trạng thái cong

Doa lại các bề mặt côn định tâm ở đầu và đuôi trục nếu bị sứt mẻ hoặc biến dạng lớn vì các lỗ này thờng đợc sử dụng để định vị trục khuỷu trên máy gia công khi mài sửa chữa các cổ trục và cổ chốt Việc sửa chữa này đợc thực hiện trên máy doa ngang

Các cổ trục (cổ chính) và cổ chốt (cổ biên) bị mòn đợc sửa chữa bằng cách mài tròn lại trên máy mài

đến kích thớc cốt sửa chữa gần nhất Kích thớc sửa chữa tiêu chuẩn của cổ trục và

cổ chốt thờng đợc qui

định với mức giảm kích thớc là 0,25 mm sau mỗi lần sửa chữa

và số lần sửa chữa có thể từ 3 đến 4 lần L-ợng giảm kích thớc tối đa thờng không cho phép quá 1 mm so với kích thớc đờng kính nguyên thuỷ của trục Nếu sửa chữa nhiều lần làm giảm kích thớc các cổ nhiều quá sẽ làm yếu trục và làm giảm độ chịu mòn của lớp kim loại bề mặt, do đó làm giảm tuổi thọ và

độ an toàn của động cơ khi làm việc Kích thớc sửa chữa của tất cả các cổ trục ở mỗi lần sửa chữa phải giống nhau, và kích thớc sửa chữa của các cổ chốt cũng vậy Do đó việc xác định kích thớc sửa chữa phải căn cứ vào cổ trục và cổ chốt mòn nhiều nhất Cổ trục giữa thờng là cổ trục mòn nhiều nhất, còn đối với cổ chốt thì đặc điểm mài mòn phụ thuộc nhiều vào cấu tạo đờng dầu bối trơn Nếu độ cong của trục nằm trong phạm vi cho phép không cần nắn thẳng lại thì kích thớc sửa chữa của cổ trục là kích thớc tiêu chuẩn nhỏ hơn gần nhất với đờng kính nhỏ nhất đo đợc của cổ giữa sau khi trừ đi hai lần độ cong của trục và trừ đi lợng d gia công 0,03 mm Ví dụ, một trục khuỷu có đờng kính nguyên thuỷ của cổ trục là 50 mm và các kích thớc cốt sửa chữa tiêu chuẩn là 49,75 mm, 49,5 mm, 49,25 mm và 49 mm, khi động cơ vào sửa chữa, cổ trục giữa mòn nhiều nhất và có đờng kính đo đợc là 49,85 mm, độ cong là 0,15 mm và lợng d tối thiểu cho mài là 0,03 mm thì kích thớc có thể gia công đợc là 49,85-20,15-0,03=49,52 mm Đối chiếu với dãy kích thớc sửa chữa tiêu chuẩn của trục này, ta thấy kích thớc 49,5m là kích

th-ớc tiêu chuẩn gần nhất và nhỏ hơn 49,52 mm nên kích thth-ớc sửa chữa đợc chọn cho việc gia công cổ trục trong trờng hợp này là 49,5 mm

Việc gia công trục khuỷu đợc thực hiện trên các máy mài chuyên dùng cho mài trục khuỷu Cổ chính đợc mài trớc khi mài cổ biên, trục đợc định vị chính tâm nh đối với các trờng hợp mài trục trơn bình thờng Chuẩn định vị là 2 lỗ tâm hoặc mặt lắp puli và vành lắp bánh đà Còn đối với trờng hợp gia công các cổ biên thì cần phải cặp trục trên mâm cặp lệch tâm và định vị bằng phơng pháp rà sao cho tâm các cổ biên cần gia công trùng với tâm trục chính của máy mài, dùng đồng hồ so để kiểm tra Sơ đồ gá đặt

để gia công cổ chính và cổ biên của trục đợc giới thiệu trên hình 5.2-3 và hình 5.2-4 ở trên

5.3 Kiểm tra sửa chữa bánh đà

Do vành bánh đà thờng lắp vành răng phục vụ khởi động động cơ và trên các ô tô sử dụng hộp số điều khiển bằng tay thì bề mặt bánh đà còn có chức năng làm bề mặt ma sát của li hợp nên bánh đà có các h hỏng thờng gặp là mòn hoặc vỡ răng của vành răng khởi động và mòn bề mặt ma sát với li hợp Để đảm bảo cho li hợp làm việc bình thờng,

bề mặt ma sát của bánh đà phải có chất lợng hoàn hảo, tức là cần phải đảm bảo độ

Mâm cặp lệch tâm

Hình 5.2-4. Sơ đồ mài các

cổ biên của trục khuỷu

Hình 5.2-3. Sơ đồ mài các

cổ chính của trục khuỷu

1- trục chính máy mài; 2-

mâm cặp đồng tâm; 3- đá

mài; 4- mũi tâm; 5- cổ

trục chính của trục khuỷu.

3 2

1

4 5

phẳng, không bị đảo so với tâm trục khuỷu, không bị rỗ, không mòn thành bậc hoặc biến cứng Sự biến cứng bề mặt bánh đà sẽ làm giảm ma sát và do đó giảm hiệu quả truyền lực của bộ li hợp

Việc kiểm tra bánh đà bao gồm quan sát vành răng và mặt bánh đà để phát hiện các vết nứt trên mặt bánh

đà và trên vành răng, hiện tợng sứt mẻ răng, hiện tợng rỗ, cháy hoặc mòn thành gờ trên bề mặt bánh đà và dùng

bề mặt

Hiện tợng trơ cứng bề mặt bánh đà có thể dễ

sát trên bề mặt thờng có máu xanh sáng bóng và nếu đánh giấy ráp thì thấy không ăn Có thể dùng thớc thẳng chuẩn

để kiểm tra độ không phẳng của mặt bánh đà tơng tự

nh phơng pháp kiểm tra độ không phẳng của mặt máy

và mặt nắp xi lanh nhng ở đây cần phải chọn thớc

so nh trên hình 5.3-1 Bánh đà vẫn để ở trạng thái lắp với trục khuỷu và đặt trên các gối

đỡ trên thân máy hoặc trên 2 khối V cố định không cho trục di chuyển dọc và quay trục khuỷu để kiểm tra Độ lắc của kim đồng hồ phản ánh độ đảo của mặt bánh đà Độ đảo cho phép là 0,25 mm trên 500 mm đờng kính bánh đà, tức là nếu mũi rà của đồng hồ so tì lên mặt bánh đà cách tâm 250 mm và độ lắc của kim nhỏ hơn 0,25 mm khi quay bánh đà là đợc

Bánh đà có bề mặt không phẳng, đảo hoặc biến cứng đợc sửa chữa bằng phay hoặc mài lại bề mặt để đạt đợc tiêu chuẩn kỹ thuật yêu cầu Vành răng hỏng đợc tháo ra

và thay vành răng mới Vành răng đợc ghép căng với vành bánh đà nên để tháo nó cần đốt nóng vành răng bằng mỏ đèn khò đến nhiệt độ không quá 250oC rồi dùng búa gõ nhẹ và

đều xung quanh để tháo ra Khi lắp vành răng mới thì thực hiện bằng ép trên máy ép Trong sửa chữa lớn, sau khi gia công sửa chữa trục khuỷu và bánh đà, ngời ta phải lắp bánh đà lên trục khuỷu rồi kiểm tra độ mất cân bằng tĩnh và mất cân bằng động của

hệ thống trên máy kiểm tra cân bằng Nếu có hiện tợng mất cân bằng lớn thì ngời ta khắc phục bằng cách khoan bớt kim loại gây mất cân bằng ở trên đối trọng và bánh đà

5.4 Kiểm tra sửa chữa bạc lót

H hỏng chủ yếu của các bạc lót ổ trợt trong động cơ nh bạc lót ổ trục chính, bạc lót

đầu to thanh truyền, bạc lót đầu nhỏ thanh truyền và bạc lót ổ trục cam là mài mòn do

ma sát và tải trọng Sự mòn lớn của bạc lót sẽ làm tăng khe hở lắp ghép giữa bạc và cổ trục gây tụt dầu và giảm áp suất dầu bôi trơn và do đó làm cho điều kiện ma sát trở lên tồi

tệ, tăng va đập và có thể dẫn đến phá hỏng bạc và cổ trục nếu không đợc kiểm tra sửa chữa kịp thời

Nói chung các loại bạc lót ổ trong động cơ đều đợc thay mới khi động cơ vào sửa chữa lớn theo chu kỳ sửa chữa Các loại bạc mới đều có các kích thớc đờng kính trong phù hợp với các cốt sửa chữa khác nhau của trục khuỷu và trục cam Các trục thờng có 3 cốt sửa chữa từ cốt 1 đến cốt 3 tơng ứng với các kích thớc sửa chữa nhỏ dần Kích thớc nguyên thuỷ đôi khi còn đợc gọi là kích thớc cốt 0 là kích thớc danh nghĩa ban đầu của trục Kích thớc đờng kính trong của bạc mới luôn lớn hơn kích thớc cốt sửa chữa tơng ứng của cổ trục một lợng bằng khe hở tiêu chuẩn giữa bạc và trục để đảm bảo yêu cầu làm việc Kích th ớc

đờng kính trong của bạc ổ trục cam ứng với các cốt sửa chữa của trục thờng chênh nhau 0,025 mm nhỏ dần so với đờng kính nguyên thuỷ, còn của bạc ổ trục khuỷu thì chênh nhau 0,25 mm Khi trục đợc gia công sửa chữa đúng kích thớc cốt sửa chữa thì chỉ cần lắp các bạc mới có kích cốt kích thớc tơng ứng là đợc Tuy nhiên, cũng có một số bạc ổ trục khuỷu đợc chế tạo dới dạng bán thành phẩm có đờng kính trong nhỏ hơn đờng kính của bạc nguyên thuỷ 1,5 mm để ngời sửa chữa có thể gia công lại mặt trong đến kích thớc

Đồng hồ so

Hình 5.3-1. Kiểm tra độ

đảo của bánh đà

sửa chữa cần thiết của mình và đảm bảo khe hở giữa bạc và trục (khe hở bôi trơn) 0,025-0,05 mm cho các cổ trục có đờng kính nhỏ hơn 80 mm và 0,05-0,075 mm cho các

cổ trục có đờng kính lớn đến 110 mm

Việc gia công lại các bạc bán thành phẩm của ổ trục khuỷu đợc thực hiện trên máy doa, dao doa đợc lắp trên trục dài có gối tựa ở hai đầu Trớc hết lắp các bạc cần gia công lên các

ổ của chúng, vặn chặt các bu lông cố định các nắp ổ đủ lực qui định rồi tiến hành rà gá thân máy trên máy doa sao cho đờng tâm trục dao doa trùng với đờng tâm của các ổ lắp bạc cần gia công rồi tiến hành doa đến kích thớc phù hợp với kích thớc sửa chữa của cổ trục đảm bảo khe hở yêu cầu

Trong bảo dỡng hoặc sửa chữa nhỏ liên quan đến các trục và bạc, nếu cần thì phải tháo kiểm tra các h hỏng của bạc và xem bạc còn đảm bảo đợc yêu cầu kỹ thuật để làm việc tiếp đến kỳ sửa chữa lớn hay không Khi tháo bạc để kiểm tra nên tháo và kiểm tra từng ổ một và sau khi kiểm tra thì gá bạc trở lại ổ cũ của nó luôn để tránh lắp lẫn giữa các ổ

Các bạc lót có thể có h hỏng ở phần vấu định

vị trên vỏ bạc hoặc h hỏng ở phần hợp kim chống mòn Nếu nh quan sát vỏ bạc lót và bề mặt ma sát

mặt ma sát trơn tru và nhẵn bóng thì là hiện tợng mài mòn bình thờng Trong tr- ờng hợp này cần kiểm tra khe hở giữa bạc và trục, đối với các bạc 2 nửa của ổ trục chính và đầu to thanh truyền còn cần kiểm tra thêm độ dôi lắp ghép giữa bạc và thân

ổ Việc kiểm tra khe hở lắp ghép bạc và trục có thể

ở phần trục khuỷu hoặc đo trực tiếp đờng kính của cổ trục và đờng kính bạc khi lắp trong ổ Nếu khe hở ứng với mỗi 10 mm đ- ờng kính trục mà nhỏ hơn 0,01 mm là đợc Để đảm bảo độ dôi lắp ghép bạc trong ổ thì khi đặt nửa bạc lên thân ổ hoặc nắp ổ hoặc đồ gá kiểm tra (hình 5.4-1), bạc phải

cứng vững của bạc trong ổ, còn nếu quá lớn sẽ gây biến dạng méo bạc khi lắp vào trong ổ Với các bạc liền của trục cam thì để nguyên nó trong ổ để kiểm tra, khi đã ép bạc ra khỏi ổ thì phải thay mới

Bạc lót có thể h hỏng ở dạng vấu định vị bị gãy, lớp hợp kim chống mòn có thể bị tróc

rỗ hoặc bị bóc đi Hiện tợng tróc có thể do bạc lắp trong ổ không đủ độ cứng vững hoặc do độ ô van quá lớn, còn hiện tợng bó lớp hợp kim chống mòn là do thiếu dầu bôi trơn trên bề mặt hoặc do khe hở bôi trơn quá nhỏ Nếu nh dầu bôi trơn bẩn có nhiều hạt cứng thì mặt ma sát của lớp hợp kim chống mòn có thể bị xớc thành gờ Đôi khi lớp hợp kim bề mặt còn bị ăn mòn hoặc xâm thực do trong dầu bôi trơn có chứa các chất ăn mòn hoặc nớc Khi kiểm tra quan sát thấy bề mặt ma sát của bạc lót có các hiện tợng h hỏng này thì phải thay bạc mới Khi phải thay bạc mới ở một cổ trục nào đó thì nên thay luôn bạc ở các trục khác để đảm bảo khe hở bạc và trục ở các ổ đều nhau để tránh tình trạng trục bị uốn

Hình 5.4-1. Đồ gá kiểm tra nhanh

độ dôi của thân bạc lót 1- thân đồ gá; 2- bạc lót kiểm tra;

3- vấu cố định; 4- đồng hồ so; 5-

đầu đo của đồng hồ so; 6- vấu ép mang đồng hồ so; 7- pít tông-xi lanh khí nén; 8- khí nén.

1 2

3

4

6

7 8



5

Đối với bạc chặn di chuyển dọc trục của trục khuỷu cũng cần phải kiểm tra đặc điểm

bề mặt ma sát nh đối với bạc cổ trục và kiểm tra khe hở giữa bạc và vai cổ trục bằng cách dùng thớc lá hoặc dỡng hoặc dùng đồng hồ so (hình 5.4-2) Việc kiểm tra bằng thớc lá hoặc dỡng đợc thực hiện bằng cách dùng đòn bẩy để bẩy ép trục khuỷu về một bên bạc chặn

và đo khe hở giữa bạc chặn bên kia và vai cổ trục Nếu kiểm tra bằng đồng hồ so thì cho mũi rà của động hồ tì vào đầu trục, dùng đòn bẩy bẩy trục khuỷu dịch chuyển về phía trớc và phía sau đồng thời quan sát độ dịch chuyển của kim đồng hồ giữa hai vị trí, khoảng dịch chuyển của kim đồng hồ chính là khe hở giữa bạc chặn và vai trục Khe

hở cho phép là 0,1-0,2 mm đối với cổ trục nhỏ hơn 80 mm và 0,2-0,25 mm đối với cổ trục lớn hơn 80 mm

Một số điều cần chú ý khi lắp bạc lót:

- Kiểm tra độ dôi lắp ghép giữa bạc và ổ

- Kiểm tra khe hở gữa bạc và trục và khe

hở giữa bạc chặn và trục để khẳng định các khe hở này nằm trong phạm vi cho phép

- Rửa sạch và thổi khô bạc Chú ý không sờ tay vào bề mặt bạc

- Nếu dùng lại bạc cũ thì phải lắp đúng ổ của nó, không đợc lắp lẫn bạc giữa các ổ và cân lắp đúng vị trí nguyên thuỷ của nó

- Kiểm tra vị trí lỗ dầu trên bạc và trên thân ổ để sao cho khi lắp bạc vào thì các lỗ phải trùng nhau

- Cho dầu bôi trơn vào các bề mặt bạc

- Khi lắp nắp ổ lên thân ổ, cần vặn bu lông bằng tay trớc, dùng cán búa gỗ gõ cho nắp ổ vào đúng vị trí sau đó mới xiết chặt

5.5 Kiểm tra sửa chữa thanh truyền

Do chịu tải trọng nén và uốn lớn, thanh truyền có thể có các h hỏng trong quá trình làm việc nh gãy, biến dạng cong, xoắn thân thanh truyền, mòn các bề mặt lắp bạc đầu nhỏ và bề mặt lắp bạc đầu to, hỏng lỗ lắp bu lông thanh truyền hoặc bề mặt lắp ghép của nắp đầu to và thân thanh truyền Trong các động cơ cao tốc nếu động cơ chạy vợt quá tốc độ vòng quay cực đại trong thời gian dài có thể làm cho đầu to thanh truyền bị biến dạng do bị kéo theo phơng dọc thân thanh truyền, làm cho lỗ lắp bạc đầu to bị méo thành hình ô van

Hiện tợng gãy thanh truyền trong quá trình làm việc rất nguy hiểm vì có thể gây vỡ xi lanh và nắp xi lanh Thanh truyền gãy trong quá trình làm việc có thể do một số nguyên nhân nh xiết bu lông thanh truyền không chặt trong lắp sửa chữa lắp giáp, động cơ làm việc với tốc độ vòng quay quá cao, bó bạc hoặc bó pít tông (kẹt bạc hoặc pít tông) và một số nguyên nhân khác

Đối với thanh truyền của động cơ ô tô, các bu lông thanh truyền thờng đóng vai trò luôn là các chốt định vị để đảm bảo lắp chính xác vị trí nắp đầu to vào thân thanh truyền nên các lỗ lắp bu lông trên thân và nắp thanh truyền và mặt lắp ghép giữa chúng đòi hỏi rất chính xác, không bị mòn Nếu các lỗ hoặc bề mặt lắp ghép bị mòn hoặc sứt mẻ thì sẽ làm sai lệch vị trí lắp ghép giữa nắp và thân thanh truyền gây méo lỗ lắp bạc và do đó không đảm đợc khe hở đúng yêu cầu giữa bạc và trục

Các bề mặt lắp bạc lót của thanh truyền vì không phải là các bề mặt chịu ma sát

Hình 5.4-2. Kiểm tra độ rơ dọc của trục khuỷu bằng th ớc lá (a) và

bằng đồng hồ so (b) 1- th ớc lá hoặc d ỡng; 2- bạc chặn; 3- đồng hồ so; 4- đầu đo của đồng

hồ so.