LẮP ĐẶT – NGHIÊN CỨU CẤU TẠO – SỬA CHỮA CƠ CẤU TRỤC KHUỶU – THANH TRUYỀN VÀ CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ TRÊN ĐỘNG CƠ TOYOTA 3Y

Khi động cơ làm việc thanh truyền chịu tác dụng của các lực: - Lực khí thể trong xy-lanh - Lực quán tính chuyển động tịnh tiến của nhóm piston - Lực quán tính của thanh truyền Trong quá

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG

LẮP ĐẶT – NGHIÊN CỨU CẤU TẠO – SỬA

CHỮA CƠ CẤU TRỤC KHUỶU – THANH TRUYỀN VÀ CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ

TRÊN ĐỘNG CƠ TOYOTA 3Y

GVHD: VŨ TRÍ XƯƠNG SVTH:

2 TRƯƠNG HOÀI NGHĨA 5 TRẦN TIẾN NGHĨA

LỚP: CĐ ÔTÔ 18A

TP HỒ CHÍ MINH – 2021

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Chúng em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy, cô giảng viên trongkhoa Cơ khí động lực của trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng, đã tạo điều kiện chochúng em nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

Đặc biệt, chúng em xin được gửi đến thầy ĐINH NGUYÊN PHÚC và thầy VŨTRÍ XƯƠNG, người đã rất tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng em trong việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp này một lời cảm ơn chân thành nhất

Cuối cùng, chúng em xin được bày tỏ lòng biết ơn của mình đến gia đình, ngườithân và bạn bè đã giúp đỡ và động viên chúng em hoàn thiện Đồ án tốt nghiệp này

Vì kiến thức của chúng em còn hạn chế cũng như chưa có nhiều kinh nghiệm, trong quá trinh làm và hoàn thiện đồ án tốt nghiệp không thể tránh khỏi những sai sót, chúng em rất kính mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy cô cũng như hội đồng Những ý kiến đóng góp của thầy cô sẽ giúp chúng em nhận ra những mặt thiếu sót, qua đó chúng em sẽ có thêm nguồn tư liệu mới trên con đường học tập, nghiên cứu

và làm việc sau này

Chúng em xin chân thành cám ơn

PHẦN I: MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1

3 Mục đích của đề tài 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3

PHẦN A: CƠ CẤU TRỤC KHUỶU – THANH TRUYỀN 3

Chương 1: PISTON 3

Chương 2: THANH TRUYỀN 4

2.1.1 Nhiệm vụ của thanh truyền 5

2.1.2 Yêu cầu của thanh truyền 5

2.1.3 Phân loại của thanh truyền 6

2.1.3.1 Thanh truyền đơn 6

2.1.3.2 Thanh truyền chính phụ 6

2.1.3.3 Thanh truyền hình nang 7

2.2 Cấu tạo thanh truyền 8

2.2.1 Đầu nhỏ thanh truyền 11

2.2.2 Thân thanh truyền 12

2.2.3 Đầu to thanh truyền 13

2.2.4 Bạc lót thanh truyền 14

2.2.4.1 Công dụng bạc lót 14

2.2.4.2 Điều kiện làm việc: 14

2.2.4.3 Cấu tạo bạc lót: 14

2.2.5 Bu lông thanh truyền 15

2.2.5.1 Công dụng bu lông: 15

2.2.5.2 Điều kiện làm việc: 15

2.2.5.3 Cấu tạo bu lông 16

2.3 Thanh truyền trên động cơ Toyota 3Y 16

2.3.1 Thanh truyền trên động cơ Toyota 3Y 16

2.3.1.2 Thân thanh truyền 20

2.3.1.3 Đầu to thanh truyền 20

2.3.1.4 Bạc lót thanh truyền 21

2.3.1.5 Bu lông thanh truyền 22

2.4 Nguyên nhân hư hỏng và phương pháp kiểm tra sửa chữa thanh truyền 22

2.4.1 Nguyên nhân hư hỏng của thanh truyền 22

2.4.2 Các phương pháp kiểm tra và xác định hư hỏng của thanh truyền 23

2.4.3 Phương pháp sửa chữa thanh truyền 25

2.5 Nguyên nhân hư hỏng và phương pháp kiểm tra sửa chữa bạc lót 26

2.5.1 Nguyên nhân hư hỏng của bạc lót thanh truyền 26

2.5.2 Các phương pháp kiểm tra và xác định hư hỏng của bạc lót 26

2.5.3 Phương pháp sửa chữa bạc lót thanh truyền 27

2.6 Nguyên nhân hư hỏng và phương pháp kiểm tra sửa chữa bu lông 27

2.6.1 Nguyên nhân hư hỏng của bu lông thanh truyền 27

2.6.2 Các phương pháp kiểm tra và xác định hư hỏng của bu lông 27

2.6.3 Phương pháp sửa chữa bulong thanh truyền 28

Chương 3: TRỤC KHUỶU 29

3.1 Nhiệm vụ và điều kiện làm việc 30

3.1.1 Nhiệm vụ 30

3.1.2 Điều kiện làm việc 30

3.2 Vật liệu và phương pháp chế tạo trục khuỷu 30

3.2.1 Vật liệu 30

3.2.2 Phương pháp chế tạo trục khuỷu 31

3.2.2.1 Đúc 31

3.2.2.2 Rèn tự do hoặc rèn tự do trong khuôn đơn giản 31

3.2.2.3 Dập nóng thể tích 32

3.3.Yêu cầu, phân loại và kết cấu 33

3.3.1 Yêu cầu 33

3.3.2 Phân loại 33

3.3.2.2 Hình dạng 34

3.3.3 Kết cấu 35

3.3.3.1 Đầu trục khuỷu 35

3.3.3.2 Cổ trục khuỷu 36

3.3.3.3 Chốt khuỷu 37

3.3.3.4 Má khuỷu 38

3.3.3.5 Đối trọng 39

3.3.3.6 Đuôi trục khuỷu 40

3.4 Trục khuỷu động cơ TOYOTA 3Y 41

3.4.1 Đặc điểm 41

3.4.2 Kết cấu 43

3.4.2.1 Đầu trục khuỷu 43

3.4.2.2 Cổ trục khuỷu 43

3.4.2.3 Chốt khuỷu 44

3.4.2.4 Má khuỷu 45

3.4.2.5 Đối trọng 46

3.4.2.6 Đuôi trục khuỷu 47

3.4.3 Hư hỏng, phương pháp kiểm tra và sửa chữa trục khuỷu 49

3.4.3.1 Cổ khuỷu, chốt khuỷu bị mòn 49

3.4.3.2 Trục khuỷu bị cong và xoắn 54

3.4.3.3 Trục khuỷu bị nứt, gãy 56

PHẦN B : CƠ CẤU PHỐI KHÍ 58

Chương 4 :GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ CƠ CẤU PHỐI KHÍ 58

4.1 Giới thiệu tổng quát về cơ cấu phân phối khí 59

4.1.1 Nhiệm vụ 60

4.1.2 Yêu cầu 60

4.1.3 Phân loại 61

4.1.4 Kết cấu của cơ cấu phân phối khí dùng xupap 61

4.1.4.1 Phương án bố trí xupap 61

4.2 Cấu tạo các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí 72

4.2.1 Xupap 72

4.2.2 Đế xupap 76

4.2.3 Ống dẫn hướng xupap 78

4.2.4 Lò xo xupap 78

4.2.5 Trục cam 81

4.2.6 Con đội 83

4.2.7 Đũa đẩy 87

4.2.8 Đòn bẩy (cò mổ) 90

4.3 Cơ cấu phối khí trên động cơ TOYOTA 3Y 92

4.3.1 Giới thiệu chung 92

4.3.2 Các chi tiết của cơ cấu phân phối khí trên động cơ TOYOTA 3Y 94

4.3.2.1 Đòn bẩy (cò mổ) 94

4.3.2.2 Xupap 94

4.3.2.3 Phốt xupap 96

4.3.2.4 Đế xupap 97

4.3.2.5 Ống dẫn hướng xupap 97

4.3.2.6 Lò xo xupap 98

4.3.2.7 Đũa đẩy 100

4.3.2.8 Con đội 102

4.3.3 Đo kiểm, nhận biết các hư hỏng và cách khắc phục các chi tiết trong cơ cấu phối khí trên động cơ TOYOTA 3Y 103

4.3.3.1 Đo kiểm khe hở dầu giữa ống dẫn hướng và xupap 103

4.3.3.2 Cách thay ống dẫn hướng 105

4.3.3.3 Đo kiểm xupap 108

4.3.3.4 Đo kiểm sự tiếp xúc của xupap với đế xupap 109

4.3.3.5 Cách chỉnh sửa đế xupap 110

4.3.3.6 Đo kiểm lò xo xupap 113

4.3.3.7 Đo kiểm cò mổ 114

4.3.3.9 Đo kiểm đũa đẩy 117

4.3.3.10 Đo kiểm con đội 118

4.3.3.11 Đo kiểm lỗ của con đội trên thân máy 119

Chương 5: HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG TRỤC CAM 120

5.1 Giới thiệu tổng quan về hệ thống dẫn động trục cam 121

5.1.1 Các phương án dẫn động trục cam 121

5.1.1.1 Dẫn động trục cam bằng bánh răng 121

5.1.1.2 Dẫn động trục cam bằng xích 122

5.1.1.3 Dẫn động trục cam bằng đai 123

5.2 Cấu tạo hệ thống dẫn động trục cam 124

5.2.1 Cấu tạo hệ thống dẫn động trục cam bằng bánh răng 124

5.2.2 Cấu tạo hệ thống dẫn động trục cam bằng xích 126

5.2.3 Cấu tạo hệ thống dẫn động trục cam bằng đai 128

5.3 Giới thiệu về hệ thống dẫn động trục cam động cơ TOYOTA 3Y 130

5.3.1 Cấu tạo 131

5.3.2 Những hư hỏng hệ thống dẫn động trục cam động cơ TOYOTA 3Y 135

5.4 Kiểm tra và sửa chữa hệ thống dẫn động trục 135

5.4.1 Các bước tháo hệ thống dẫn động trục cam 135

5.4.2 Các bước kiểm tra và giải pháp sửa chữa 139

5.4.3 Các bước lắp đặt hệ thống dẫn động trục cam 141

Chương 6: TRỤC CAM 147

6.1 Mục đích trục cam 148

6.2 Điều kiện làm việc 148

6.3 Vật liệu chế tạo 148

6.4 Yêu cầu kĩ thuật 148

6.5 Phân loại trục cam 149

6.5.1 DOHC 150

6.5.2 SOHC 151

6.5.3 OHV 152

6.6.1 Cam thải và cam nạp 154

6.6.2 Mấu cam 154

6.6.3 Cổ trục cam 155

6.6.4 Ổ chắn dọc trục cam 156

6.7 Trục cam trên động cơ Toyota 3Y 156

6.7.1 Cấu tạo 156

6.7.2 Hiện tượng hư hỏng và nguyên nhân 161

6.7.3 Kiểm tra hư hỏng và sửa chữa trục cam 162

PHẦN III: KẾT LUẬN 166

PHẦN I: MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay ngành công nghiệp ôtô của nước ta đang phát triển rất mạnh mẽ, trongtương lai gần có thể cạnh tranh cùng với các nước trên thế giới Muốn được như vậy,những người làm việc trong ngành này cần phải tìm tòi, học hỏi những cái mới vàkhông ngừng sáng tạo trong công việc Đối với chúng em, là những sinh viên, và sẽ lànhững người sẽ làm trong ngành công nghiệp ôtô trong tương lai, chúng em nhận thấymình cần phải trau dồi, học hỏi và tích lũy thật nhiều kiến thức, kinh nghiệm mới cóthể tiếp cận được với sự phát triển của ngành công nghiệp ôtô trên thế giới

Và việc khai thác, tìm hiểu về đề tài tốt nghiệp :”Lắp đặt – Nghiên cứu cấu tạo –Sửa chữa cơ cấu trục khuỷu – Thanh truyền và cơ cấu phân phối khí trên động cơTOYOTA 3Y”, đây sẽ là nền tảng để chúng em có thể tích góp những kinh nghiệm vàkiến thức để có thể khai thác những động cơ khác, biết làm cách nào để giúp cho động

cơ không chỉ hoạt động hiệu quả, bền bỉ mà còn mang lại lợi ích kinh tế tốt nhất

2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Như đã trình bày ở phần trên, Đề tài giúp ta có một cái nhìn khái quát về cáccông việc có thể tiến hành để khai thác có hiệu quả nhất về cơ cấu trục khuỷu – thanhtruyền, cơ cấu phân phối khí của động cơ TOYOTA 3Y Mở rộng ra, Đề tài mang lạicho ta những kinh nghiệm và kiến thức để chúng ta có thể nghiên cứu những động cơhiện đại và phức tạp hơn

Qua tìm hiểu, ta có thể nắm được tổng quan về kết cấu các bộ phận của cơ cấutrục khuỷu – than truyền và cơ cấu phối khí trên động cơ Toyota 3Y, nắm được cấu tạochi tiết và hoạt động của từng bộ phận trong cơ cấu trên động cơ Từ đó ta có thể rút rađược những nguyên nhân hư hỏng và cách sửa chữa khi hệ thống gặp sự cố, ngoài ra tacũng có thể thấy được những ưu nhược điểm của cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền và

cơ cấu phối khí trên động cơ Toyota 3Y

Nhờ những hiểu biết này, những người kỹ sư về ô tô có thể đưa ra những lờikhuyên cho người sử dụng cần phải làm như thế nào để sử dụng, khai thác động cơToyota 3Y một cách hiệu quả nhất, trong thời gian lâu nhất giúp động cơ mang lại tính

kinh tế và năng suất cao nhất Cuối cùng, nắm vững và khai thác hiệu quả động cơToyota 3Y, trên cơ sở nền tảng đó chúng ta sẽ có thể khai thác tốt các loại cơ cấu kiểumới hơn, được ra đời sau này và có các kết cấu tiên tiến hơn Khai thác và sử dụng tốtđộng cơ Toyota 3Y cũng là một cách để chúng ta bảo vệ môi trường sống của chínhchúng ta, bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

3 Mục đích của đề tài

Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài này, chúng em nhận thấy đây là một

cơ hội rất lớn để có thể củng cố và kiểm chứng các kiến thức mà mình đã được học.Ngoài ra, chúng em còn có thể biết thêm những kiến thức thực tế mà trong nhà trườngkhó có thể truyền tải hết được, đó thực sự là những kiến thức mà mỗi sinh viên ôtô rấtcần để làm việc trong tương lai

Ngoài ra, thực hiện đồ án cũng là dịp để chúng em có thể nâng cao các kỹ năngnghề nghiệp, khả năng nghiên cứu độc lập và phương pháp giải quyết các vấn đề.Chúng em phải không ngừng vận động để có thể giải quyết những tình huống phátsinh, điều đó một lần nữa giúp cho chúng em nâng cao các kỹ năng và kiến thứcchuyên ngành

Cuối cùng, việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp sẽ giúp cho chúng em có thêm tinhthần trách nhiệm, lòng say mê học hỏi, sáng tạo Và đặc biệt quan trọng là tình yêu đốivới công việc chúng em đã chọn

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu của đồ án này đó là nghiên cứu trên động cơ TOYOTA3Y

- Phạm vi nghiên cứu:

+ Giới hạn về không gian: trên động cơ TOYOTA 3Y

+ Giới hạn về thời gian: từ ngày giao đề tài (07/06/2021) đến ngày hoàn thành

đề tài (03/07/2021)

PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

PHẦN A: CƠ CẤU TRỤC KHUỶU – THANH

TRUYỀN

Chương 1: PISTON

Chương 2:

THANH TRUYỀN

2.1 Giới thiệu chung về thanh truyền

2.1.1 Nhiệm vụ của thanh truyền

Thanh truyền là một chi tiết quan trọng trong động cơ đốt trong Thanh truyền cónhiệm vụ kết nối piston và trục khuỷu Thanh truyền nhận lực từ chuyển động tịnh tiếncủa piston sau đó truyền chuyển chuyển động tạo momen quay cho trục khuỷu Ngượclại thanh truyền lại nhận lực từ trục khuỷu dẫn động cho piston để nén khí trong buồngđốt

Khi động cơ làm việc thanh truyền chịu tác dụng của các lực:

- Lực khí thể trong xy-lanh

- Lực quán tính chuyển động tịnh tiến của nhóm piston

- Lực quán tính của thanh truyền

Trong quá trình làm việc đầu nhỏ thanh truyền bị biến dạng dưới tác dụng của lựcquán tính chuyển động tịnh tiến Đầu to thanh truyền chịu tác dụng của lực quán tính

do nhóm piston và thanh truyền gây ra Thân thanh truyền chịu nén dưới tác dụng củalực khí thể và chịu uốn trong mặt phẳng lắc của thanh truyền của lực quán tính Vì vậykhi thiết kế cần lưu ý lựa kích thước và vật liệu chế tạo

2.1.2 Yêu cầu của thanh truyền

Do làm việc ở điều kiện nhiệt độ cao, chịu áp lực, chịu va đập, chịu ứng suất cơ học lớn, chịu ăn mòn hoá học vv Nên thanh truyền phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Các thành phần của thanh truyền phải có độ bền và tính tin cậy cần thiết

- Độ chống mòn và khả năng làm việc của các ổ đỡ cao

Vật liệu chế tạo thanh truyền thường được làm từ thép cacbon và thép hợp kim.Thép các bon thường dùng trong các động cơ tốc độ thấp như thép C30, C35,C40, C45 Động cơ ô tô máy kéo có thể dùng thép các bon nhưng thường dùng loạithép hợp kim 45Mn2; 40CrNi; 40MnMo… Loại động cơ tốc độ cao thường dùng thép8Cr2Ni4WA; 12CrNi3A; 18Cr2Ni4MoA

- Thép cacbon được sử dụng nhiều vì giá rẻ, dể gia công

- Thép hợp kim thường được dùng cho các động cơ cao tốc như xe du lịch hoặc

xe đua

2.1.3 Phân loại của thanh truyền

2.1.3.1 Thanh truyền đơn

- Kiểu thanh truyền đơn này thường được sử dụng trong các động cơ thẳng hànghoặc động cơ piston ngược Đầu thanh truyền gắn với chốt trục khuỷu có nắp biên vàvòng bi kim

- Để duy trì sự cân bằng và phù hợp, các thanh truyền phải luôn được thay thếtrong cùng một xi-lanh và ở cùng một vị trí tương đối

Hình 2.1: Thanh truyền đơn

2.1.3.2 Thanh truyền chính phụ:

- Động cơ hình sao thường sử dụng hệ thống thanh truyền chính–phụ hay còngọi là thanh truyền hình sao, trong đó một piston nối với thanh truyền chính và trụckhuỷu Những piston còn lại có thanh truyền phụ nối với thanh truyền chính bằng một

bộ khớp nối ở giữa

- Những động cơ nhiều xy lanh, như động cơ V12, không có đủ không gian lắp

ổ trục cho nhiều thanh truyền do bị giới hạn về chiều dài trục khuỷu Giải pháp cho vấn

đề này là việc thiết kế mỗi cặp xy lanh sẽ dùng chung một cổ trục; nhưng điều này làmgiảm kích thước của ổ trục thanh truyền và những xy lanh đối đỉnh ở các dãy xy lanhkhác nhau sẽ hơi lệch nhau dọc theo trục khuỷu (điều này cũng đồng thời gây ra hiệntượng khớp nối rung lắc)

Hình 2.2: Thanh truyền chính phụ

- Một phương pháp khác là dùng hệ thống thanh truyền chính–phụ, trong đóthanh truyền chính sử dụng nhiều chốt nối tròn Những chốt nối tròn này sẽ nối với đầulớn của những thanh truyền phụ trên các xy lanh khác

- Nhược điểm của phương pháp này là hành trình di chuyển của thanh truyềnphụ sẽ ngắn hơn một chút so với thanh truyền chính, dẫn đến hiện tượng rung ở động

cơ chữ V

2.1.3.3 Thanh truyền hình nang

- Hệ thống thanh truyền hình nang được sử dụng trong động cơ xe máy chữ V 2xi-lanh và động cơ máy bay V12 Ở mỗi cặp xi lanh, đầu to của một thanh truyền có

rãnh để đầu thanh truyền phụ được lắp vào Kiểu thiết kế cơ cấu thanh truyền này loại

bỏ hiện tượng rung lắc khớp nối do những cặp xi-lanh bị lệch dọc trục khuỷu

Hình 2.3: Thanh truyền hình nang

- Một kiểu thiết kế phổ biến cho loại thanh truyền hình nạng là đầu to của thanhtruyền chính sử dụng ổ trượt đơn kéo dài dọc suốt bề dày của thanh truyền chính, kể cảvùng rãnh hở ở giữa

- Thanh trượt phụ sẽ không xoay trực tiếp trên chốt khuỷu mà xoay bên ngoài ổtrượt Điều này giúp hai thanh truyền có thể dao động tới lui, thay vì phải xoay cùngnhau, nhờ đó giảm lực đè lên ổ trược và ảnh hưởng tốc độ bề mặt

- Tuy nhiên, chuyển động của ổ trượt sẽ trở thành tịnh tiến thay vì chuyển độngquay đều, dẫn đến khó bôi trơn ổ trượt hơn

- Động cơ tiêu biểu sử dụng hệ thống thanh truyền hình nạng là động cơ máybay Rolls-Royce Merlin V12 và động cơ xe máy chữ V 2 xy lanh của hãngHarleyDavidson

2.2 Cấu tạo thanh truyền

- Thanh truyền có cấu tạo gồm 3 phần chính: thân thanh truyền, đầu to thanh truyền và đầu nhỏ thanh truyền Theo cấu tạo như trên thì các bộ phận được kết nối vớinhau như sau:

Đầu nhỏ được lắp với chốt piston bên trong có bạc lót, phía trên có lỗ dầu bôi trơn chobạc, bạc lót được ghép chặt vào đầu nhỏ thanh truyền.

-Thân thanh truyền ở giữa để nối đầu nhỏ với đầu to lại với nhau.Đầu to thanh truyền thì được nối với cổ trục khuỷu với 2 nửa, một nửa trên liền vớithanh truyền, một nửa dưới chế tác rời và được ghép với nhau bằng bulong thanhtruyền

Hình 2.4: Cấu tạo thanh truyền1: Đầu nhỏ; 2: Đầu to; 3: Nắp đầu to;

4: Bulong thanh truyền; 5: Thân thanh truyền

2.2.1 Đầu nhỏ thanh truyền

Đầu nhỏ của thanh truyền có dạng hình trụ rỗng, được lắp với chốt piston bêntrong có bạc lót, phía trên có lỗ dầu bôi trơn cho bạc, bạc lót được ghép chặt vào đầunhỏ thanh truyền

Kết cấu đầu nhỏ thanh truyền thường dùng:

- Nếu lắp tự do, thì đầu nhỏ thanh truyền bao giờ cũng có bạc lót (2.5 a)

- Một số động cơ người ta làm vấu lồi trên đầu nhỏ để điều chỉnh trọng tâmthanh truyền cho đồng đều giữa các xi lanh (2.5 b)

- Để bôi trơn bạc lót và chốt piston có những phương án như dùng rãnh hứngdầu hoặc bôi trơn cưỡng bức do dẫn dầu từ đầu trục khuỷu dọc theo thân thanh truyền(2.5 a, c)

- Trong động cơ 2 kỳ đầu nhỏ thanh truyền chịu luôn luôn chịu lực nén, do đódầu bôi trơn lên lên mặt chốt piston phải có áp suất cao và giữ được dầu bôi trơn, trênbạc lót đầu nhỏ thường có các rãnh chéo để chứa dầu nhờn hình (2.5 d)

- Trên một số động cơ hai kỳ cao tốc và cỡ nhỏ, để đơn giản cho hệ thống bôitrơn, người ta không dùng bạc lót đầu nhỏ mà dùng ổ bi đũa (2.5 e)

Hình 2.5 Các dạng đầu nhỏ thanh truyền

2.2.2 Thân thanh truyền.

Thân thanh truyền là phần nối giữa đầu nhỏ với đầu to thanh truyền thường cótiết diện hình chữ nhật, hình tròn, hình ôvan hoặc hình chữ I

Tiết diện ngang của thân thanh truyền

- Loại thân thanh truyền có tiết diện tròn, chữ nhật, ovan dễ chế tạo bằngphương pháp rèn tự do và dễ gia công (hình 2.6 a,d,e )

- Loại thân thanh truyền có tiết diện I Loại này sử dụng vật liệu khá hợp lý do

đó trọng lượng thanh truyền nhỏ mà độ cứng vững lớn, thích hợp với phương pháp sảnxuất lớn (hình 2.6 b)

- Dọc theo thân của thanh truyền, các nhà sản xuất thường bố trí các lỗ dẫn dầu.Những lỗ này nhằm dẫn dầu để bôi trơn các chốt của piston bằng áp lực Để tăng độcứng vững và dễ khoan lỗ dẫn dầu, thân thanh truyền có gân trên suốt chiều dài thanhtruyền (hình 2.6 c)

Hình 2.6 Các dạng thân thanh truyền

- Do gia công lỗ dầu khó, nhất là đối với thanh truyền dài, nên có khi nhà sảnxuất gắn ống dẫn dầu ở phía ngoài thân thanh truyền

- Đối với động cơ dạng 2 kỳ Việc bôi trơn khó khăn hơn so với 4 kỳ Nênthường thì sẽ có những rãnh chứa dầu được gắn ở đầu nhỏ để thực hiện nhiệm vụ bôitrơn lót bạc Người ta cũng có thể dùng ổ bi kim để thay thế cho bạc lót

2.2.3 Đầu to thanh truyền.

- Đầu to của thanh truyền được nối với trục khuỷu gồm hai nửa Nửa trên liềnvới thanh truyền, nửa dưới chế tạo rời gọi là nắp đầu to (nắp biên) và được lắp ghépvới nửa trên bằng các bu lông

Kết cấu đầu to thanh truyền:

- Đầu to thanh truyền sử dụng bulong cố định (hình 2.7a)

- Ở một số trường hợp do kích thước đầu to quá lớn nên đầu to thanh truyềnđược chia thành 2 nửa bằng mặt phẳng chéo (2.7b)

- Để giảm kích thước đầu to thanh truyền có loại kết bảng lề và hãm bằng chốtcôn (2.7c)

- Một số động cơ 2 kỳ cỡ nhỏ có thanh truyền không chia làm 2 nửa phải dùng ổ

bi đũa được lắp từng viên (2.7d)

- Động cơ xilanh chữ V hoặc hình sao, thanh truyền của hai hàng xilanh khácnhau, thanh truyền phụ không lắp trực tiếp với trục khuỷu mà lắp với chốt khuỷu trênthanh truyền chính (2.7e)

- Hai thanh truyền lồng vào nhau trên trục khuỷu có đầu to dạng hình nang(2.7f)

- Đối với động cơ có trục khuỷu trống cổ, để bố trí khoảng cách giữa các xilanhhợp lý, chiều dài đầu to không đối xứng qua mặt phẳng dọc của thân thanh truyền (2.7g)

Hình 2.7: Các dạng kết cấu đầu to 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 lỗrồi doan lại cho chính xác Bạc lót đầu nhỏ thường là bạc đồng đôi khi là bạc thép cótráng lớp hợp kim chịu mòn, chiều dày vào khoảng (0,080 ÷ 0,085) 𝐷𝑐(𝐷𝑐là đườngkính chốt piston)

Bạc lót đầu to

- Bạc lót thường được chế tạo bằng thép uốn cong( gộp bạc), mặt trong có trángmột lớp hợp kim chịu mòn là đồng- chì hoặc thiếc- chì(babít), chiều dày khoảng 0.15 –0.50mm

- Khi đầu to thanh truyền cắt đôi thì bạc lót cũng cắt đôi, trên đường phân chiacủa 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 lót1: Vấu lưỡi gà định vị; 2: Bạc lót

- Khi đầu to thanh truyền không cắt đôi hay để nguyên, thường dùng ổ bi kimhay 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 ưuđiểm 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 vaicũng được tráng hợp kim chịu mòn để hạn chế di chuyển dọc trục Giữa hai bề mặtphân 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:

- Bu lông thanh truyền khi làm việc chịu tác dụng của các lực như: Lực xiết banđầu, lực quán tính của nhóm piston - thanh truyền Các lực này luôn luôn thay đổi cótính 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 tạobulong 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 mặtvát (a) để chống xoay khi lắp ghép, còn mặt (b) có tác dụng làm cho tổng phản lực tácdụng đúng trên đường tâm bu lông để bu lông không bị uốn Bán kính góc lượn giữacác phần chuyển tếp khoảng 0,2 - 1mm nhằm tránh tập trung ứng suất Phần nối giữathân 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 kếtcấu sử dụng vật liệu khá hợp lý (thép C45) do đó trọng lượng thanh truyền nhỏ mà độcứng vững lớn

Thanh truyền Toyota 3Y có:

- Chiều dài tổng thể 197mm

- 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 tothanh truyền và đầu nhỏ thanh truyền

Hình thanh truyền của động cơ TOYOTA 3Y

2.3.1.1 Đầu nhỏ thanh truyền

Đầu nhỏ thanh truyền Toyota 3Y sử dụng kiểu lắp chốt piston cố định trên đầunhỏ, với kiểu lắp này có thể giảm chiều dài đầu nhỏ thanh truyền và không cần tổ chứcbôi trơn cho chốt piston

Hình 2.11: Đầu nhỏ thanh truyền Toyota 3YĐầu nhỏ thanh truyền có:

- Đường kính ngoài 31mm

- Đường kính lỗ lắp chốt piston 20mm

2.3.1.2 Thân thanh truyền

Thân thanh truyền Toyota 3Y có tiết diện I Kích thước của thân thanh truyềnđược thiết kế tăng dần từ đầu nhỏ đến đầu to để phù hợp với quy luật phân bố lực quántính 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 thânthanh truyền, nửa dưới cắt rời làm thành nắp đầu to thanh truyền

Hình 2.13: Đầu to thanh truyền Toyota 3Y

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 dầuđược phun vào xy lanh làm mát xy lanh bên cạnh đó còn đẩy dầu theo phương pháp áplực giúp dầu phun vào thành xy lanh nhưng quá trình này sẽ xảy ra ngắt quãng

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 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 lửaquá 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 vàxéc 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

- Thanh truyền bị tắt lỗ dầu, nguyên nhân: do dầu có nhiều cặn bẩn, do bạc bịxoay.

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 kiểmtra 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 truyềncong

- Độ cong cho phép là 0.03 mm

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 truyềna: 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

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 thướckhông 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 cầnthiết

- 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

Hình 2.18: Đồ gá nắn thanh truyềnSửa chữa đầu to thanh truyền

- Trường hợp lỗ đầu to bị biến dạng theo phương dọc thanh truyền, có thể màibớt mặt phẳng lắp ghép giữa hai nửa đầu to thanh truyền, sau đó doa lại lỗ đến đườngkính 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 lót

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:

- 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 bạcmới 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 lông

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 quỏlực 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

- 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 KHUỶU

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 Giáthành

3.1.2 Điều kiện làm việc.

- Trong quá trình làm việc, trục khuỷu chịu tác dụng của lực khí thể, lực quántính (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 Cáclực tác dụng gây ra ứng suất uốn và xoắn trục, đồng thời còn gây ra hiện tượng daođộng 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 masát của cổ trục và chốt khuỷu

3.2 Vật liệu và phương pháp chế tạo trục khuỷu.

Loại thép cacbon được dùng rất nhiều vì nó có các ưu điểm sau:

- Hệ số ma sát trong của thép cacbon lớn hơn thép hợp kim vì vậy thépcacbon có khả năng giảm dao động xoắn lớn hơn thép hợp kim, biên độ dao độngxoắn nhỏ hơn nên ứng suất xoắn cũng nhỏ

- Thép cacbon rẻ tiền hơn thép hợp kim nhiều nên giá thành của trục khuỷu hạ thấp Cũng cần chú ý rằng tuy sức bền của thép cacbon có kém sức bền của thép hợp kim nhưng ngày nay có rất nhiều biện pháp về kết cấu cũng như về công nghệ để nâng cao sức bền, độ cứng vững của trục khuỷu khiến trục khuỷu làm việc an toàn.

3.2.2 Phương pháp chế tạo trục khuỷu

3.2.2.1 Đúc.

Đúc là phương pháp gia công tạo hình kim loại bằng cách rót kim loại, hợp kimlỏng vào khuôn có hình dạng, kích thước nhất định Sau khi kim loại thực hiện quátrình kết tinh trong khuôn ta thu được vật phẩm có hình dạng, kích thước phù hợp vớiyêu cầu

Đối với phương pháp đúc, thường là đúc các trục khuỷu là thép cacbon, théphợp kim, và gang graphit cầu

- Ưu điểm:

- Trọng lượng phôi và lượng dư gia công nhỏ, đồng thời có thể đúc được nhữngkết cấu phức tạp khiến cho việc phân bố kim loại bên trong của trục khuỷu có thể thựchiện theo ý muốn để đạt được sức bền cao nhất

- Nhược điểm:

+ Thành phần kim loại đúc khó đồng đều, thép kết tinh không đều, tinh thểphía trong thô hơn tinh thể phía ngoài, gang graphit cầu có quá trình cầu hóa khônghoàn toàn nên ảnh hưởng đến sức bền của trục khuỷu

+ Dễ xảy ra các khuyết tật đúc như: rỗ ngót, rỗ khí, rạn nứt ngầm,…

+ Sức bền kéo, nén tại các gấp khúc kém

3.2.2.2 Rèn tự do hoặc rèn tự do trong khuôn đơn giản.

Thường dùng cho các loại thép các bon, thép hợp kim để rèn

- Ưu điểm:

+ Thích hợp với điều kiện sản xuất loạt vừa và nhỏ

+ Chi phí về trang bị công nghệ không đắt

- Nhược điểm:

+ Lượng dư công nghệ lớn, khi gia công cắt gọt các thớ kim loại bị cắt đứt,không liên tục do đó ảnh hưởng đến sức bền của trục khuỷu