Giáo trình kết cấu động cơ đốt trong

Nội dung cuốn giáo trình giới thiệu một cách có hệ thống những vấn đề cơ bản về động học, động lực học cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền và cân bằng động cơ; nhiệm vụ, điều kiện làm việc,

BỘ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH

Chủ biên: TS Phạm Hữu Truyền

KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

(Giáo trình lưu hành nội bộ)

Nghệ An, Năm 2016

BỘ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH

Nhóm tác giả:

1 TS Phạm Hữu Truyền - Chủ biên

2 Ths Nguyễn Ngọc Tú

3 Ths Lưu Đức Lịch

KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

(Giáo trình lưu hành nội bộ)

Nghệ An, Năm 2016

Để góp phần vào nâng cao chất lượng đào tạo sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật ô

tô, chúng tôi biên soạn giáo trình “Kết cấu động cơ đốt trong” Giáo trình chủ yếu phục

vụ việc học tập và nghiên cứu của sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô thuộc khoa Cơ khí động lực Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vinh Đồng thời làm tài liệu tham khảo cho cán bộ kỹ thuật đang làm việc trong ngành cơ khí động lực

Nội dung cuốn giáo trình giới thiệu một cách có hệ thống những vấn đề cơ bản về động học, động lực học cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền và cân bằng động cơ; nhiệm vụ, điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo, nguyên lý hoạt động và phương án kết cấu các chi tiết, cơ cấu, hệ thống chính trên động cơ đốt trong Ngoài ra giáo trình cung cấp thêm kết cấu, nguyên lý hoạt động hệ thống phân phối khí, hệ thống nhiên liệu động cơ xăng và động cơ diesel thế hệ mới được sử dụng trên động cơ ôtô

Giáo trình được biên soạn trên cơ sở những bài giảng đã được giảng dạy nhiều năm cho ngành công nghệ kỹ thuật ô tô - khoa Cơ khí động lực - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vinh, có bổ sung cập nhật những kiến thức mới hiện đại Chúng tôi cố gắng nêu những vấn đề cơ bản có tính đặc trưng nhất phản ánh được mức độ tiến bộ về mặt kỹ thuật trong việc chế tạo và sử dụng động cơ đốt trong hiện nay

Nhóm tác giả chân thành cảm ơn tập thể cán bộ giảng dạy bộ môn Công nghệ kỹ thuật Ôtô và xưởng thực hành Ôtô, khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vinh đã đóng góp cho giáo trình những ý kiến quý báu

Chúng tôi kính mong các bạn đồng nghiệp, sinh viên và bạn đọc đóng góp ý kiến xây dựng cuốn giáo trình này để lần tái bản được hoàn thiện hơn

1

CHƯƠNG 1 ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ĐỘNG CƠ

ĐỐT TRONG 1.1 KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1.1 Động cơ nhiệt

Động cơ nhiệt là một loại máy biến đổi nhiệt năng của nhiên liệu thành cơ năng Có

thể phân quá trình công tác của động cơ nhiệt thành hai quá trình cơ bản như sau:

- Đốt cháy nhiên liệu, giải phóng hóa năng thành nhiệt năng và gia nhiệt cho môi

chất công tác Trong giai đoạn này xảy ra các hiện tượng lý hóa rất phức tạp

- Biến đổi trạng thái của môi chất công tác, hay nói cách khác, môi chất công tác

thực hiện chu trình nhiệt động để biến đổi một phần nhiệt năng thành cơ năng

Trên cơ sở đó có thể phân loại động cơ nhiệt thành hai loại chính là động cơ đốt

ngoài và động cơ đốt trong

Ở động cơ đốt ngoài, ví dụ máy hơi nước cổ điển trên tàu hỏa, hai giai đoạn trên

xảy ra ở hai nơi khác nhau Giai đoạn thứ nhất xảy ra ở buồng đốt và nồi xúp - de, kết quả

được hơi nước có áp suất và nhiệt độ cao Còn giai đoạn thứ hai là quá trình giãn nở của

hơi nước trong buồng công tác và sinh công làm quay bánh xe

Còn ở động cơ đốt trong, hai giai đoạn trên diễn ra cùng một vị trí, đó là bên trong

buồng công tác của động cơ

Hai loại động cơ nói trên đều có hai kiểu kết cấu, đó là động cơ kiểu piston và kiểu

tuốc-bin theo sơ đồ dưới đây, hình 1-1

Hình 1-1 Động cơ đốt trong thuộc họ động cơ nhiệt Trong giáo trình này chỉ đề cập tới động cơ đốt trong kiểu Piston và từ đây gọi vắn

tắt là động cơ đốt trong Trong thực tế, động cơ kiểu tuốcbin là đối tượng khảo sát của

chuyên ngành máy tuốc-bin

1.1.2 So sánh động cơ đốt trong và các động cơ nhiệt khác

a Ưu điểm

- Hiệu suất có ích ηc lớn nhất, có thể đạt tới 50% hoặc hơn nữa Trong khi đó, máy

hơi nước cổ điểu kiểu piston chỉ đạt khoảng 16%, tuốc-bin hơi nước từ 22 đến 28% còn

tuốc-bin khí cũng chỉ tới 30% Lý do chủ yếu do chu trình Các-nô tương đương của động

2

cơ đốt trong có chênh lệch nhiệt độ trung bình của nguồn nóng và nguồn lạnh lớn nhất

Cụ thể trong động cơ đốt trong, nhiệt độ quá trình cháy rất cao có thể đến 18000K đến

27000K, khi nhiệt độ cuối quá trình giãn nở khá nhỏ, chỉ vào khoảng 9000K đến 15000K

- Kích thước và trọng lượng nhỏ, công suất riêng lớn Nguyên nhân chính là do quá

trình cháy diễn ra trong xylanh của động cơ nên không cần các thiết bị cồng kềnh như lò

đốt, nồi hơi…và do sử dụng nhiên liệu có nhiệt trị cao (ví dụ như xăng, nhiên liệu

diesel…so với than, củi, khí đốt… dùng trong động cơ đốt ngoài) Do đó, động cơ đốt

trong rất thích hợp cho các phương tiện vận tải với bán kính hoạt động rộng

- Khởi động, vận hành và chăm sóc động cơ thuận tiện, dễ dàng

b Nhược điểm

- Khả năng quá tải kém, vận hành không quá 10% trong 1 giờ

- Tại chế độ tốc độ vòng quay nhỏ, mômen sinh ra không lớn Do đó, động cơ

không thể khởi động được khi có tải và phải có hệ thống khởi động riêng

- Công suất cực đại không lớn Ví dụ, một trong những động cơ lớn nhất thế giới là

động cơ của hãng MAN B&W có công suất 68,520 kW (số liệu 1997), trong khi tuốc-bin hơi bình thường cũng có công suất tới vài chục vạn kW

- Cấu tạo phức tạp, giá thành chế tạo cao

- Nhiên liệu cần có những yêu cầu khắt khe như hàm lượng tạp chất thấp, tính

chống kích nổ cao, tính tự cháy cao nên giá thành cao Mặt khác, nguồn nhiên liệu

chính là dầu mỏ ngày một cạn kiệt Theo dự đoán, trữ lượng dầu mỏ của những mỏ dầu

phát hiện những mỏ dầu mới với trữ lượng khổng lồ, đặc biệt ở những vùng khí hậu khắc

nghiệt như Bắc và Nam Cực

- Ô nhiễm môi trường do khí thải và ồn

Tuy nhiên, động cơ đốt trong hiện nay vẫn là máy động lực chủ yếu, đóng vai trò vô

cùng quan trọng trong các lĩnh vực của đời sống con người như giao thông vận tải, xây

dựng, khai thác mỏ, nông nghiệp, ngư nghiệp…Theo các nhà khoa học, trong vòng nửa

thế kỷ tới vẫn chưa có động cơ nào có thể thay thế được động cơ đốt trong trong vai trò là

máy động lực hàng đầu

1.1.3 Cấu tạo chung động cơ đốt trong

- Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

Dùng để thực hiện chu trình công tác của động cơ và biến chuyển động tịnh tiến của

piston thành chuyển động quay của trục khuỷu và ngược lại Cơ cấu này gồm có: cácte,

thân máy, nắp máy, nhóm piston, nhóm thanh truyền, nhóm trục khuỷu bánh đà

- Cơ cấu phân phối khí

Dùng để nạp môi chất (hoà khí hoặc không khí) vào xylanh và xả khí đã cháy ra

ngoài Cơ cấu này gồm có: bánh răng cam, trục cam, con đội, đũa đẩy, mỏ cò, cụm xupáp,

3

ống dẫn hướng, đế - nấm xupáp

1- trục khuỷu, 2- thanh truyền, 3-

piston, 4- xupáp xả, ống xả, 5- vòi

Dùng để hạ thấp nhiệt độ cho các chi tiết của động cơ bị đốt nóng trong quá trình

làm việc, nhằm tăng tuổi thọ và công suất của động cơ Hệ thống này gồm có: các nòng

nước trong nắp và thân máy, két nước, ống dẫn nước, bơm nước, quạt gió, van hằng nhiệt

- Hệ thống bôi trơn

Dùng để đưa dầu nhờn đi bôi trơn các bề mặt ma sát trong động cơ, nhằm giảm ma

sát, mài mòn và tổn hao công suất Hệ thống này gồm có: bơm dầu nhờn, các bầu lọc dầu,

két mát dầu, các đường dầu trong động cơ

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu

Dùng để chuẩn bị hỗn hợp cháy có thành phần, tỷ lệ thích hợp theo yêu cầu làm

việc của động cơ trong mọi trường hợp

Hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ xăng gồm: thùng chứa xăng, ống dẫn

xăng, bơm xăng, bầu lọc xăng, bộ chế hoà khí, bầu lọc không khí, ống hút, ống xả, bình

tiêu âm

Hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ Diesel gồm: thùng chứa dầu Diesel, ống

dẫn dầu, bầu lọc dầu, bơm thấp áp, bơm cao áp, vòi phun, bầu lọc không khí, ống hút, ống

xả và bình tiêu âm

- Hành trình (khoảng chạy) piston: S

Trong động cơ giao tâm S là khoảng cách giữa 2 điểm chết

R

S 2 với R là bán kính quay của trục khuỷu

- Dung tích làm việc của xylanh:V h

Là thể tích của xylanh giới hạn trong khoảng một hành trình của piston

- Dung tích buồng cháy: V c

Là thể tích không gian đƣợc giới hạn bởi nắp máy, xylanh và đỉnh piston khi piston

ở ĐCT

- Dung tích toàn phần của xylanh: V a

c h

c h c

a

V

V V

V V V

Động cơ 4 kỳ, trong một chu trình công tác piston lên xuống 4 lần

Động cơ 2 kỳ, trong một chu trình công tác piston lên xuống 2 lần

5

- Chu trình công tác của động cơ là một tập hợp gồm 4 quá trình: hút, nén, nổ, xả

- Quá trình làm việc của động cơ là tập hợp các chu trình công tác của động cơ một

cách liên tục

b Nguyên lý làm việc của động cơ bốn kỳ không tăng áp

Hình 1-3 Đồ thị miêu tả nguyên lý làm việc của động cơ bốn kỳ không tăng áp

a- Đồ thị công; b- Đồ thị pha

- Hành trình thứ nhất: hành trình nạp

Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD xupáp nạp mở, xupáp thải đóng, làm cho áp suất

trong xylanh giảm nên tạo độ chân không trong xylanh Không khí (đối với động cơ

diesel) hay hỗn hợp (đối với cơ xăng, gas ) từ đường nạp gọi là khí nạp mới được hút

vào xylanh qua xupáp nạp đang mở và hòa trộn với khí sót của chu trình trước tạo thành

hỗn hợp công tác Trên đồ thị công hình 1-3a, hành trình nạp được thể hiện bằng đường ra

(r-a) Để tiết diện lưu thông của xupáp khá lớn khi khí nạp mới thực sự đi vào trong

xylanh do đó nạp đầy hơn, xupáp mở sớm một góc là φ1 tại điểm d1 Đồng thời xupáp nạp

cũng được đóng muộn hơn một chút so với vị trí piston ở ĐCD (điểm d2) để lợi dụng độ

chân không còn lại trong xylanh và lực quán tính của dòng khí nạp, làm tăng thêm lượng

hoà khí nạp vào xylanh (giai đoạn nạp thêm) Góc ứng φ2 với đoạn ad2 trên đồ thị công đó được gọi là góc đóng muộn của xupáp nạp Vì vậy, quá trình nạp không phải kết thúc tại

ĐCD mà muộn hơn một chút, nghĩa là sang cả hành trình nén

Vì vậy, góc quay trục khuỷu tương ứng của quá trình nạp là (φ1+1800 + φ2) lớn hơn

góc trong hành trình nạp 1800

- Hành trình thứ hai: hành trình nén

Piston đi từ ĐCD lên ĐCT Xupáp nạp và xupáp thải đều đóng, piston dịch chuyển

từ ĐCD lên ĐCT, hoà khí trong xylanh bị nén, áp suất và nhiệt độ của nó tăng lên Hành

trình nén được biểu thị bằng đường ac'' trên đồ thị công hình 1-3a, nhưng quá trình nén

6

thực tế chỉ bắt đầu khi các xupáp nạp và thải đóng kín hoàn toàn, tức là lúc mà hoà khí

trong xylanh đã cách ly với môi trường bên ngoài Do đó thời gian thực tế của quá trình

nén (1800 - φ2) nhỏ hơn thời gian hành trình nén lý thuyết (1800)

Cuối hành trính nén tại điểm c' gần ĐCT tương ứng với góc φs ứng với đoạn c'c'',

bugi bật tia lửa điện (động cơ xăng, động cơ gas) hay vòi phun (động cơ diesel) phun

nhiên liệu vào xylanh Góc φs được gọi là góc đánh lửa sớm (động cơ xăng, động cơ gas)

hay góc phun sớm (động cơ diesel) Sau một thời gian chuẩn bị rất ngắn, quá trình cháy

thực sự diễn ra làm cho áp suất và nhiệt độ trong xylanh tăng lên rất nhanh

- Hành trình thứ ba: hành trình cháy- giãn nở (hành trình sinh công)

Trong hành trình này piston đi từ ĐCT xuống ĐCD, xupáp nạp và thải đều đóng

Do hỗn hợp công tác được cháy ở cuối hành trình nén, sau ĐCT quá trình cháy tiếp tục

diễn ra nên áp suất và nhiệt độ tăng, lên rất lớn trong xylanh và được biểu thị bằng đường

c''z trên đồ thị công sau đó giảm do thể tích xylanh tăng nhanh Tiếp theo quá trình cháy

là quá trình giãn nở của khí cháy (đường zb'') piston bị đẩy từ ĐCT xuống ĐCD và phát

sinh công

- Hành trình thứ tư: hành trình thải

Trong hành trình này, xupáp nạp vẫn đóng còn xupáp thải mở Piston dịch chuyển

từ ĐCD lên ĐCT đẩy sản phẩm cháy ra khỏi xylanh

Trước khi kết thúc hành trình cháy – giãn nở sinh công, xupáp thải được mở sớm

một chút trước khi piston tới ĐCD (điểm b') để thải tự do một lượng đáng kể sản vật cháy

ra khỏi xylanh vào đường thải Góc φ3 ứng với đoạn b'b'' trên đồ thị công gọi là góc mở

sớm của xupáp thải

Đồng thời để tận dụng quán tính của dòng khí nhằm thải sạch thêm, xupáp thải cũng

được đóng muộn sau ĐCT một góc φ4 ứng với đoạn rr' trên đồ thị công ở hành trình nạp

của chu trình tiếp theo

Do xupáp thải mở sớm và đóng muộn nên góc quay trục khuỷu cho quá trình thải

(φ3+1800 + φ4) lớn hơn góc của hành trình thải (1800 )

Sau khi khảo sát, ta rút ra một số nhận xét như sau:

- Trong bốn hành trình chỉ có một hành trình sinh công Các hành trình còn lại đều

tiêu hao công từ động năng của các chi tiết chuyển động quay như bánh đà, trục khuỷu

- Các xupáp đều có các góc mở sớm và đóng muộn nhằm thải sạch và nạp đầy Tập

hợp các góc mở sớm đóng muộn của xupáp được gọi là pha phối khí, hình 1-3b Giá trị

tối ưu của pha phối khí cùng các góc phun sớm, góc đánh lửa sớm φs, rất khó xác định

bằng tính toán nên thường được lựa chọn bằng thực nghiệm

- Trong khoảng góc φ1 + φ4 (cuối quá trình thải, đầu quá trình nạp), hình 1-3b, hai

xupáp đều mở Do đó φ1 + φ4 được gọi là góc trùng điệp của xupáp

7

c Nguyên lý làm việc của động cơ hai kỳ

Chu trình làm việc của động cơ hai kỳ cũng bao gồm bốn quá trình: nạp, nén, cháy

giãn nở và thải, nhưng khác với động cơ bốn kỳ là để hoàn thành một chu trình làm việc,

trục khuỷu của động cơ hai kỳ chỉ quay một vòng (3600) tương ứng với piston dịch

chuyển hai hành trình Do đó, trong mỗi hành trình của piston sẽ có nhiều quá trình cùng

Trong hành trình này (hình 1-4a), khi trục khuỷu (2) quay, piston (5) dịch chuyển từ

ĐCD lên ĐCT, khi cửa thải (4) được piston đóng kín, hoà khí có sẵn trong xylanh (6) bị

nén, làm cho áp suất và nhiệt độ của nó tăng, đến khi piston gần tới ĐCT thì nó bị đốt

cháy nhờ bugi (7) phóng tia lửa điện

Khi piston đi lên để nén hoà khí, ở phía dưới piston, trong cácte (1) áp suất giảm và

hoà khí từ bộ chế hoà khí, qua ống nạp và cửa nạp được hút vào cácte để chuẩn bị cho

việc thổi hoà khí vào xylanh ở hành trình sau

- Hành trình thứ hai: Hành trình sinh công và thay khí

Trong hành trình này (hình 1-4a), do hoà khí đã được đốt cháy ở cuối hành trình

nén nên khi piston đến ĐCT thì hoà khí càng cháy nhanh hơn, làm cho áp suất khí cháy

tăng lên và đẩy piston đi xuống ĐCD sinh công Khi piston dịch chuyển dần tới ĐCD cửa

thải (4) mở, đồng thời sau đó cửa thổi (8) có chiều cao thấp hơn cửa thải cũng được mở

và cửa nạp đóng lại Do đó, khí cháy sau khi đã làm việc, có áp suất (3 - 4 kG/cm2) lớn hơn áp suất khí trời (p0 = 1kG/cm2), được thải ra ngoài và hoà khí ở dưới cácte bị nén có

áp suất (1,2 – 1,3 kG/cm2) cao hơn áp suất của khí cháy còn lại trong xylanh (khoảng 1,1

kG/cm2) sẽ theo đường (9) theo cửa thổi (8) vào xylanh ở phía trên đỉnh piston, góp phần

làm sạch hoà khí cháy trong đó và tạo điều kiện cho hành trình sau

8

Sau hành trình sinh công và thay khí, nếu trục khuỷu vẫn quay thì quá trình làm

việc của động cơ xăng hai kỳ lại lặp chu kỳ nhƣ trên

 Động cơ diesel hai kỳ, loại có cửa thổi và xupáp thải

Động cơ diesel hai kỳ có đặc điểm là không dùng cácte để chứa và thổi khí mà dùng

máy nén khí riêng để thổi khí trực tiếp vào trong xylanh

Trong hành trình này (hình 1-4b), khi trục khuỷu (1) quay, piston (7) dịch chuyển

từ ĐCD lên ĐCT Cửa thổi (9) đƣợc piston đậy kín và sau đó xupáp thải (6) cũng đƣợc

đóng lại, không khí có sẵn trong xylanh (4) bị nén, áp suất và nhiệt độ của nó tăng lên cho

đến khi piston gần đến ĐCT, vòi phun (5) của hệ thống nhiên liệu sẽ phun nhiên liệu với

áp suất cao (100 - 140 kG/cm2) hình thành hỗn hợp với không khí nén có nhiệt độ cao làm

cho nhiên liệu này tự cháy đƣợc

- Hành trình thứ hai: Hành trình sinh công và thay khí

Trong hành trình này, do nhiên liệu đã đƣợc đốt cháy, nhờ không khí nén có nhiệt

độ cao ở cuối hành trình nén, nên khi piston đến ĐCT thì nhiên liệu này càng cháy nhanh

hơn làm cho áp suất tăng lên và đẩy piston từ ĐCT xuống ĐCD, qua thanh truyền (2), làm

quay trục khuỷu (1) phát sinh công Khi piston dịch chuyển gần tới ĐCD, xupáp 6 mở,

đồng thời sau đó cửa thổi (9) cũng đƣợc piston mở ra Do đó khí cháy sau khi đã làm việc

có áp suất (4-5 kG/cm2) lớn hơn áp suất khí trời, đƣợc thải ra ngoài và không khí mới ở

bên ngoài, qua bình lọc, nhờ máy nén khí (3), buồng khí (8) và cửa thổi (9) đƣợc cung cấp

vào xylanh với áp suất khoảng (1,4 - 1,5) kG/cm2 lớn hơn áp suất khí thải còn lại trong

xylanh (1,1 - 1,2 kG/cm2) góp phần làm sạch khí cháy trong đó và tạo điều kiện cho hành

trình sau

Áp suất và nhiệt độ của khí cháy trong xylanh là:

P = (80 - 100) kG/cm2 ; T = (1900 - 2100)0K

9

Sau hành trình sinh công và thay khí, nếu trục khuỷu vẫn quay thì quá trình làm

việc của động cơ lặp lại như trên

d So sánh động cơ hai kỳ và động cơ bốn kỳ

- Nếu cùng đường kính xylanh D, hành trình piston S và tốc độ quay n thì về lý

thuyết công suất của động cơ hai kỳ gấp hai lần công suất của động cơ bốn kỳ Trong

thực tế do có tổn thất hành trình cho các quá trình nạp thải và tốn công để nén và quét thải

khí hơn nên công suất chỉ gấp 1,6 đến 1,8 lần

- Cơ cấu phân phối khí của động cơ hai kỳ đơn giản hơn

- Mômen của động cơ hai kỳ đều hơn

- Động cơ bốn kỳ dễ lựa chọn pha phối khí tối ưu hơn

- Quá trình quét thải ở động cơ bốn kỳ hoàn hảo hơn vì thực hiện hai hành trình của

piston, tức là lâu hơn nhiều so với động cơ hai kỳ

- Tăng áp động cơ bốn kỳ dễ dàng hơn vì ứng suất nhiệt thấp và dễ bố trí hệ thống

tăng áp

1.2 ĐỘNG HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU – THANH TRUYỀN

Cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền (TKTT) là cơ cấu chính trong động cơ và bao

gồm hầu hết các chi tiết chủ yếu như piston, chốt piston, trục khuỷu, thanh truyền, v.v

Trước khi khảo sát từng các chi tiết, ta tìm hiểu quy luật động học và động lực học của cơ

cấu để xác định tổng hợp lực của các lực quán tính và lực khí thể tác dụng lên các chi tiết

ở mỗi vị trí của trục khuỷu để phục vụ cho công việc tính sức bền của chi tiết, xét trạng

thái mài mòn các chi tiết máy và cân bằng động cơ

Tìm quy luật chuyển động tịnh tiến của piston là nhiệm vụ chủ yếu khi nghiên cứu

động học cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền Để thuận tiện trong việc nghiên cứu, coi giả

thiết quá trình làm việc, trục khuỷu quay với một tốc độ góc không đổi

1.2.1 Động học cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền giao tâm

a Xác định công thức chính xác chuyển vị, vận tốc và gia tốc của piston

Từ hình 1-5 ta thấy chuyển vị x tính từ ĐCT của piston phụ thuộc vào vị trí của trục

khuỷu (x thay đổi theo góccủa trục khuỷu) Từ hình 1-5 ta có:

x = AB’ = AO – (DO + DB’) = (l + R) – (R cos+ l cos ) (1.1) Trong đó:

l là chiều dài thanh truyền (khoảng cách từ tâm đầu nhỏ đến tâm đầu to);

R là bán kính quay trục khuỷu;

 là góc quay trục khuỷu tương ứng với x;

 là góc lắc thanh truyền;

Đạo hàm công thức (1.2) theo thời gian, ta

tính đƣợc công thức tính tốc độ của piston:

1.(sin sin )

)cos(

R

Các công thức (1.2), (1.7), (1.10) lần lƣợt là công thức tính chính xác của chuyển vị

piston, vận tốc piston và gia tốc piston

11

b Xác định công thức gần đúng của chuyển vị, vận tốc và gia tốc của piston

Để tính toán gần đúng trị số của x, có thể dùng công thức gần đúng Từ tam giác

Sau đó thay trị số gần đúng của cos vào phương trình (1.2) và rút gọn ta có công

thức gần đúng của chuyển vị piston:

Để tính toán gần đúng trị số của v, lấy đạo hàm công thức (1.11) theo thời gian, ta

rút ra công thức tính gần đúng tốc độ của piston:

)2sin.2(sin  

Để tính toán gần đúng trị số của J, lấy đạo hàm công thức (1.12) theo thời gian, ta

có công thức tính gần đúng gia tốc của piston:

)2cos(cos

 

Chiều gia tốc quy ước như sau:

+ Gia tốc hướng vào tâm O: dương (hướng xuống đỉnh piston)

2 180

2 1

arccos( )

4

(1 )(1 )

1(1 )8

Các công thức (1.11), (1.12), (1.14) lần lượt là công thức tính gần đúng của chuyển

vị piston, vận tốc piston và gia tốc của piston

1.2.2 Động học cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền lệch tâm

Các động cơ cao tốc và động cơ cường hoá công suất có hành trình piston ngắn,

người ta thường dùng cơ cấu trục khuỷu thanh truyền lệch tâm Trong cơ cấu này đường

thẳng qua tâm chốt piston song song với đường tâm xylanh không đi qua tâm trục khuỷu

trong mặt phẳng lắc Chốt piston lệch về bên trái đường tâm xylanh Sử dụng cơ cấu lệch

tâm nhằm mục đích:

- Giảm va đập giữa chân piston với gương xylanh, giảm mài mòn piston, xylanh và

xéc măng

- Tăng dung tích làm việc của xylanh mà không cần thay đổi đường kính xylanh D

và bán kính quay R của trục khuỷu

a Các phương án bố trí lệch tâm

- Phương án 1: Bố trí đường tâm chốt piston trực giao với đường tâm xylanh, còn

đường tâm trục khuỷu lệch khỏi đường tâm xylanh về 2 bên Phương án này không được

dùng trong thực tế vì hộp trục khuỷu cồng kềnh

- Phương án 2: Đường tâm chốt piston lệch khỏi đường tâm xylanh về 2 bên, còn

đường tâm trục khuỷu trực giao với đường tâm xylanh Phương án này chỉ dùng khi

đường tâm chốt piston lệch bên trái đường tâm xylanh

Như vậy cơ cấu trục khuỷu thanh truyền giao

tâm là trường hợp đặc biệt của cơ cấu trục khuỷu

thanh truyền lệch tâm (khi độ lệch tâm a = 0)

1.3 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU – THANH TRUYỀN

1.3.1 Khối lượng các chi tiết chuyển động

Trong cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, khối lượng chia 3 loại: Khối lượng của các

chi tiết chuyển động tịnh tiến, khối lượng của các chi tiết chuyển động quay, khối lượng

của các chi tiết chuyển động song phẳng (thanh truyền)

+ Khối lượng thanh truyền

Thanh truyền là chi tiết chuyển động khá phức tạp, khi tính toán người ta phân hai

hay ba điểm theo nguyên tắc: tổng khối lượng phân ra phải bằng khối lượng thanh truyền,

trọng tâm khối lượng thay thế trùng với trọng tâm của thanh truyền và tổng momen quán

tính chuyển động quay đối với trọng tâm của thanh truyền phải bằng momen quán tính

của thanh truyền so với trọng tâm thanh truyền Để đơn giản khi tính toán người ta phân

khối lượng nhóm thanh truyền thành 2 khối lượng: m1 tập trung tại đầu nhỏ tham gia chuyển động tịnh tiến, m2 tập trung tại đầu to tham gia chuyển động quay (hình 1-7)

14

Hình 1-7 Thay thế khối lượng thanh truyền bằng khối lượng tương đương

+ Khối lượng các chi tiết chuyển động tịnh tiến

Các chi tiết chuyển động tịnh tiến bao gồm piston, xéc măng, chốt piston, phanh

hãm, đầu nhỏ thanh truyền

m : Khối lượng nhóm thanh truyền quy về đầu nhỏ, m1 (0, 275 0,350) m tt

+ Khối lượng của các chi tiết chuyển động quay

Để xác định khối lượng của trục khuỷu ta chia trục khuỷu thành nhiều phần như

m quy về tâm chốt khuỷu ta

phải thay thế bằng khối lượng

15

Do đó khối lượng quay của một khuỷu trục là:

22

m - khối lượng nhóm thanh truyền quy về đầu to

1.3.2 Động lực học cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền động cơ

Trong quá trình làm việc, cơ cấu trục khuỷu thanh truyền chịu các lực sau:

- Lực quán tính tịnh tiến Pj của các chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến

- Lực quán tính ly tâm Pk của các chi tiết tham gia chuyển động quay

- Lực khí thể Pkt do môi chất khi chịu nén và khi giãn nở sinh ra

- Trọng lực G

- Lực ma sát Fms

Trừ trọng lực, còn các lực khác có chiều và trị số thay đổi theo vị trí của piston

trong các chu trình làm việc của động cơ

Trong tính toán chỉ xét lực quán tính Pj , Pk và lực khí thể Pkt vì các lực này có trị số lớn hơn

gọi là lực tịnh tiến cấp 2, tác dụng lên đường tâm xylanh, chu kỳ

Quy ước chiều của lực quán tính tịnh tiến (P , J P ,1 P ): 2

+ Âm: chiều hướng lên trên (ly tâm so với tâm trục khuỷu)

+ Dương: hướng xuống dưới ( hướng vào tâm trục khuỷu)

16

Hình 1- 9 Xác định chiều và dấu P và1 P 2

a) dấu củaP , b) dấu của1 P 2

Để tiện xét chiều và dấu của P và 1 P , ta dùng hình chiếu của vectơ 2 C

và C

Hình 1-9 cho ta biết dấu P trong đó véc tơ C1 

có cm R .2, vec tơ Cquay quanh tâm 0 với vận tốc góc 

Khi 00900và 7003600 Hình chiếu véc tơ C



trên trục tung có chiều quay lên trên, PJ1 âm Trong phạm vi 9002700 Hình chiếu véc tơ C

trên trục tung

có chiều quay xuống, P dương 1

Cũng tương tự cho véc tơ C quay quanh tâm 0 với vận tốc 2 trong phạm vi:

0 45 ; 13502250; 31503600 Hình chiếu C trên trục tung có chiều quay lên trên, 2

P âm

Khi 4502700 và 22503150Hình chiếu của các vectơ C trên trục tung

có chiều quay xuống, P dương 2

b Lực quán tính quay (lực ly tâm)

Chiều li tâm 0, phương nằm trên đường tâm má khuỷu Trong quá trình làm việc

phương thay đổi theo góc 

c Lực khí thể

Do kết quả tính toán nhiệt ta vẽ được đồ thị công chỉ thị p - V của động cơ đốt

trong Triển khai đồ thị p - V thành đồ thị p (thiết lập mối quan hệ giữa áp suất p với

góc quay trục khuỷu ) Ta có thể xác định được sự biến thiên của áp suất khí thể theo

góc quay trục khuỷu  Khi tính toán người ta thường tính áp suất tương đối:

0

kt

p  p p

Trong đó:

pkt : áp suất khí thể tương đối ( MN/m2)

p : áp suất khí thể trong tính toán nhiệt (MN/m2)

17

p0 : áp suất khí trời (MN/m2)

ktp

0p

0

Hình 1-10 Đồ thị pkt = f( ) của động cơ 4 kỳ Lực khí thể: Pkt = pkt x FP (MN) với

24

p

D

F 

là diện tích đỉnh piston Trong đó: D là đường kính xylanh

1.3.3 Phân tích hệ lực và mô men tác dụng trên cơ cấu TKTT giao tâm

Từ hình 1-11 ta có lực tác dụng lên chốt piston P1 là hợp lực của lực khí thể và lực

được:

l

N Ptg (1.28)

1cos

tt l

P P



Ptt: lực tác dụng lên đường tâm thanh truyền

N: lực tác dụng trên phương thẳng góc với

đường tâm xylanh

Dời lực Ptt từ đầu nhỏ về đầu to thanh truyền,

phân tích Ptt ra hai thành phần: Lực tiếp tuyến T và

pháp tuyến Z

Hình 1-11 Sơ đồ lực tác dụng trên cơ cấu TKTT giao tâm

coscos( )cos( )

Kết luận:

- Lực khí thể tác dụng trên nắp máy, xylanh và piston

- Hợp lực của lực quán tính tịnh tiến và lực khí thể tác dụng trên chốt piston sinh ra

lực đẩy thanh truyền nhƣng đồng thời cũng tác dụng trên ổ trục và trên thân máy

- Phân lực T (tiếp tuyến) tạo thành mô men quay trục khuỷu

M = T.R

- Lực quán tính tịnh tiến tác dụng trên ổ trục trên chốt khuỷu và chốt piston

- Lực quán tính chuyển động quay (ly tâm) là một hằng số tác dụng lên ổ trục

- Lực ngang N tạo mô men lật MN

sin( ) ( cos cos ) ( cos cos )

- A là khoảng cách từ tâm chốt piston đến tâm chốt khuỷu

- Mô men lật MN có trị số bằng trị số mô men quay M nhƣng ngƣợc chiều quay, mô

men này tác dụng trên thân động cơ (bulông chân máy chịu đựng)

- Mô men quay M (đƣa công suất ra ngoài), trong quá trình làm việc mômen này

đƣợc cân bằng các mô men sau:

+ Mô men cản do lực cản và lực ma sát của tất cả các chi tiết chuyển động của

19

1.3.4 Động lực học cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền động cơ một hàng xylanh

Khi đã biết lực và mô men tác động lên cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền của một

xylanh, đối với thứ tự làm việc đã cho, ta hoàn toàn có thể xác định được lực và mô men

gây ra ở các xylanh khác trên cơ sở xác định các góc lệch pha giữa chúng Lấy ví dụ động

cơ 4 xylanh, 4 kỳ, từ quan hệ pha:



 với z là số xylanh (1.36)

Từ đó có thể tìm được momen trung bình để chọn được máy công tác có momen

cản bằng momen trung bình hoặc làm cơ sở cho các tính toán liên quan đến các chi tiết

trong động cơ như bánh đà, trục khuỷu vv…

1.3.5 Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu

Hình 1-12 đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên chốt

khuỷu để xác định lực tác dụng lên chốt khuỷu ở mỗi vị

trí của trục khuỷu ta dễ dàng tìm được giá trị lực lớn

nhất, lực bé nhất, phạm vi chịu lực ít nhất để xác định vị

trí khoan lỗ dẫn dầu bôi trơn Lực tác dụng lên chốt

khuỷu:

const R

m

2  , có phương nằm trên má khuỷu, chiều ly tâm nên khi vẽ đồ thị ta chưa quan tâm

đến, sau khi vẽ xong ta dùng để xác định tâm của đồ thị:

Cách vẽ như sau:

Bước 1: chọn hệ trục tọa độ TOZ, chiều dương Z

hướng vào tâm trục khuỷu, chiều dương T thuận chiều

quay

Bước 2: Trên hệ trục tọa độ đó, ta đánh số các điểm

1,2,3 theo bảng 1-1

Bước 3: Nối các điểm đó lại ta được đường cong biểu diễn đồ thị véc tơ phụ tải

Bước 4: Tâm của đồ thị véc tơ phụ tải là điểm Oc nằm trên trục dương Z và cách tâm O của hệ trục OTZ một đoạn bằng giá trị của lực quán tính ly tâm Pk

Hình 1-12 Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên chốt

khuỷu

Z T P P P

Bước 5 Triển khai đồ thị véc tơ phụ tải thành đồ thị Q (hình 1-13) rồi tính phụ

tải trung bình Qtb Từ đó xác định áp suất tác dụng trên mặt chốt và hệ số va đập

Đồ thị mài mòn chốt khuỷu thể hiện trạng thái chịu tải của các điểm trên bề mặt

chốt khuỷu Đồ thị này cũng biểu hiện trạng thái hao mòn của trục, đồng thời chỉ rõ khu

vực chịu tải ít nhất, để khoan lỗ dầu theo nguyên tắc “Đưa dầu nhờn vào ổ trượt ở vị trí

khe hở giữa trục và bạc lót của ổ là lớn nhất” Theo nguyên tắc này, áp suất ở vùng này

rất bé, giúp dầu nhờn lưu động dễ dàng

Để vẽ đồ thị mài mòn, cần biết được tại thời điểm nào sẽ có lực tác dụng lên điểm ta

đang xét trên bề mặt chốt khuỷu

Ta sẽ vẽ đồ thị mài mòn theo phương pháp lập bảng cho đơn giản

Bước 1 Vẽ đường tròn có bán kính R bất kỳ Ở đây dùng ngay đường tròn tượng

trưng cho chốt khuỷu ở đồ thị độc cực, sau đó chia đường tròn này thành 12 phần đều

nhau theo các góc 30o, đánh số thứ tự và cần tìm lực tác dụng lên mỗi điểm này

Bước 2 Tính lực Q i tác dụng lên mỗi điểm i đánh thứ tự trên chốt khuỷu Lực này

khoan lỗ dầu Tuy vậy đôi khi vì đơn giản quá

trình công nghệ gia công trục khuỷu, người ta

không khoan lỗ dầu ở đúng vị trí ấy mà khoan

lệch đi một chút

Câu hỏi ôn tập chương 1

1 Nêu các loại động cơ đốt trong và so sánh động cơ đốt trong với động cơ đốt ngoài?

2 Trình bày cấu tạo chung của động cơ đốt trong và đặc điểm của chúng?

3 Trình bày khái niệm các thuật ngữ trong động cơ đốt trong?

4 Vẽ sơ đồ và trình bày nguyên lý làm việc của động cơ xăng và diesel 4 kỳ?

5 Vẽ sơ đồ và trình bày nguyên lý làm việc của động cơ xăng 2 kỳ?

6 Thiết lập công thức động học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền giao tâm?

7 Phân tích đặc điểm các lực và mô men tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

giao tâm?

8 Nêu ý nghĩa của việc vẽ đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu, đồ thị mài mòn

trục khuỷu?

Hình 1-13 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu

22

CHƯƠNG 2 CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 2.1 Ý NGHĨA VIỆC CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ VÀ ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG

Khi động cơ làm việc ở trạng thái ổn định, nếu lực và mô men tác dụng trên bệ

động cơ không thay đổi chiều và trị số thì động cơ được coi là cân bằng

Khi động cơ làm việc không cân bằng, lực truyền cho bệ động cơ luôn luôn thay

đổi làm tăng mức độ rung động và khiến cho Bulông bị lỏng ra, một số chi tiết bị quá tải, độ

mài mòn tăng và xuất hiện nhiều hiện tượng xấu khác

Nguyên nhân làm động cơ không cân bằng là trong quá trình làm việc, tồn tại các

lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến, khối lượng chuyển động quay và các

mô men của chúng gây ra Các lực này tác dụng lên bệ máy, thân máy khiến cho động cơ

rung động Nếu các lực quán tính và mô men quán tính này tự triệt tiêu lẫn nhau thì động

cơ về lý thuyết được coi là cân bằng nhưng trong thực tế khó có thể cân bằng hoàn toàn

các lực quán tính và mô men do chúng sinh ra nếu không có các biện pháp phù hợp

Một nguyên nhân khác nữa là trong quá trình làm việc, mô men quay Me luôn thay

đổi, động cơ luôn luôn tồn tại mô men lật MN sẽ làm động cơ rung giật

Vì vậy, muốn cho động cơ cân bằng phải thiết kế sao cho hợp lực của các lực quán

tính tịnh tiến cấp 1, lực quán tính tịnh tiến cấp 2, lực quán tính quay đều bằng 0 Tổng mô

men của chúng sinh ra trên mặt phẳng chứa đường tâm trục khuỷu cũng bằng 0

Điều kiện cân bằng động cơ:

2 1

1

2 2

1 2 1

2 1

1

2 2

1

2 1

i n

i n

i n

i n

23

R - bán kính quay của trục khuỷu

l - chiều dài thanh truyền

 , P2, P k- lần lượt là tổng lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một,

cấp hai và lực quán tính chuyển động quay tương ứng

Để cân bằng các lực và mô men nói trên và tăng sự đồng đều của mô men quay Me ,

phải tăng số xylanh làm việc, bố trí trục khuỷu có góc công tác hợp lý để các xylanh làm

việc cách quãng đều nhau và dùng các đối trọng để cân bằng

Thực tế động cơ đốt trong kiểu piston không thể cân bằng tuyệt đối được vì riêng độ

không đồng đều (không thể tránh khỏi) của mô men quay Me đã làm cho phụ tải tác dụng

lên bệ động cơ thay đổi theo chu kỳ

Vì vậy khi khảo sát vấn đề cân bằng động cơ thường bó hẹp trong phạm vi dùng các

biện pháp để cố gắng hạn chế và loại trừ những nguyên nhân gây ra mất cân bằng Làm

độ cân bằng động cơ nằm trong phạm vi cho phép

Để nâng cao tính tự cân bằng, ngoài việc thoả mãn các biểu thức (2.1), cần chú ý tới

những yêu cầu dưới đây khi thiết kế và chế tạo động cơ phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Khoảng cách giữa hai xylanh kề nhau phải giống như nhau

+ Lựa chọn bố trí các khuỷu kết hợp với thứ tự công tác hợp lý đối với động cơ

nhiều xylanh

+ Khối lượng các nhóm piston lắp trên cùng một động cơ phải bằng nhau hoặc và

cùng toạ độ trọng tâm

+ Trọng lượng của các thanh truyền phải bằng nhau và cùng toạ độ trọng tâm

+ Khối lượng và bán kính quay của các khuỷu trục phải giống nhau

+ Các chi tiết tham gia chuyển động quay của cơ cấu TKTT và các chi tiết liên quan

đều phải được tiến hành cân bằng tĩnh và cân bằng động trên các máy cân bằng chuyên

dùng

+ Cơ cấu phối khí của các xylanh phải được điều chỉnh để có các thông số kỹ thuật

giống nhau

+ Dung tích làm việc các xylanh bằng nhau

+ Tỷ số nén và hình dạng buồng cháy của các xylanh phải giống nhau

24

+ Góc đánh lửa sớm (với động cơ xăng) và góc phun sớm (với động cơ diesel) của

các xylanh phải giống nhau

+ Thành phần hỗn hợp của các xylanh phải giống nhau

Yêu cầu về lắp ráp động cơ

+ Khi lắp đặt phải tính toán và lựa chọn loại giảm chấn phù hợp, có khả năng giảm

biên độ cộng hưởng

+ Chọn các Bulông đai ốc phải đủ bền, xiết chặt đều như nhau và có biện pháp

phòng lỏng khi lắp động cơ lên giá đỡ (bệ) động cơ

Biện pháp sử dụng

+ Thường xuyên kiểm tra tránh không cho dầu mỡ chảy vào các đệm giảm chấn ở

chân động cơ, gây biến dạng dãn nở cao su mất khả năng đàn hồi Đảm bảo cho động cơ

làm việc bình thường (ở miền tốc độ cho phép)

+ Góc đánh lửa (động cơ xăng) và góc phun sớm (động cơ diesel) phải được điều

chỉnh hợp lý

Tuy nhiên, tất cả các biện pháp nêu trên chỉ là những giải pháp nhằm đảm bảo độ

cân bằng sẵn có của động cơ Để tăng tính tự cân bằng của động cơ thì có các biện pháp

sau:

+ Chọn số xylanh và cách bố trí các xylanh

Để tăng độ đồng đều mô men do động cơ phát ra Me, người ta thường tăng số

xylanh, cách bố trí các xylanh, cách bố trí các khuỷu trục của trục khuỷu (lựa chọn góc

công tác) hợp lý, đảm bảo các xylanh làm việc cách quãng đều nhau

+ Dùng đối trọng để cân bằng (Phương pháp lanchester)

FW Lanchester người Anh, một nhà chế tạo xe tiên phong, hàng đầu của Anh

Quốc Những xe của ông thết kế và cho xuất xưởng vào những năm 1896-1900 là những

xe có động cơ hoàn thiện đầu tiên xuất hiện ở Anh FW Lanchester đã có rất nhiều phát

minh sáng chế trong lĩnh vực ôtô động cơ, đó là hộp số hành tinh, bộ truyền (cơ cấu lái),

kiểu trục-bánh vít, trong đó có động cơ không rung chấn đặt nằm ngang Việc giảm rung

chấn được thực hiện bằng cơ cấu trục-khối lượng (đối trọng) để cân bằng mà ngày nay ta

quen gọi là phương pháp Lanchester

Các trục cân bằng được sử dụng trong các động cơ có dung tích làm việc lớn, với

các xylanh bố trí trong một hàng, nhằm giảm bớt rung động Trục cân bằng được trang bị

đối trọng và quay với tốc độ gấp hai lần tốc độ trục khuỷu Sự rung động của trục cân

bằng được sử dụng để khử sự rung của trục khuỷu, bằng cách tạo ra rung động theo chiều

ngược lại

25

2.2 CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ MỘT XYLANH 2.2.1 Cân bằng lực quán tính tịnh tiến

Hình 2-1, nếu trên phương kéo dài

của má khuỷu ta đặt 1 đối trọng có khối

lượng mđj1 cách tâm quay O một khoảng

r, bỏ qua trọng lực và ma sát, nếu trục

khuỷu chuyển động với vận tốc góc 

thì lực ly tâm của đối trọng là:

1 1

phương, ngược chiều và cùng trị số với

lực quán tính tịnh tiến cấp một Pj1 nên

triệt tiêu nhau

1 2 1

j đj

1cos 2 cos( 180)

+ P đj1 theo phương nằm ngang vuông góc với đường tâm xylanh m r đ j 2sin

Như vậy dùng đối trọng không thể cân bằng được lực quán tính tịnh tiến cấp 1 Pj1

mà chỉ có tác dụng: Chuyển chiều tác dụng của nó trên mặt phẳng chứa các đường tâm

xylanh đến một mặt phẳng có tính ổn định nhất (mặt phẳng ngang)

Trong thực tế người ta chuyển một nửa Pj1 sang phương nằm ngang một nửa để lại

ở phương thẳng đứng

2.2.2 Cân bằng lực quán tính quay

Hình 2-2, nếu trên hai phương kéo

dài của má khuỷu ta đặt 1 đối trọng có khối

lượng mđk cách tâm quay O một khoảng

 Khi trục khuỷu quay với vận tốc góc 

đối trọng sinh ra một lực ly tâm:

Lực ly tâm do hai đối trọng sinh ra

sẽ cân bằng với lực quán tính quay P k , từ

đó sẽ xác định được khối lượng đối trọng

cần thiết

Hình 2-1 Cân bằng lực quán tính tịnh tiến

Hình 2-2 Cân bằng lực quán tính quay



Ta thấy rằng để giảm khối lượng đối trọng thì cần phải tăng bán kính, tuy nhiên sự

tăng này bị hạn chế bởi cách bố trí các cơ cấu và kích thước hộp trục khuỷu

2.2.3 Cân bằng lực quán tính cấp 2 (P j2 )

Để cân bằng Pj2, ta cần phải đặt đối trọng lên một trục quay với vận tốc góc 2

(gấp 2 lần tốc độ quay trục khuỷu) cách đường tâm trục quay bán kính r’ thì cũng chỉ làm

chuyển phương tác dụng lực thôi Về mặt giá

trị nó chỉ bằng xấp xỉ 1 1

4P nên người ta ít để j

ý đến

2.2.4 Cân bằng mô men lật

Động cơ đốt trong kiểu piston không cân

bằng được mô men lật MN, (vì luôn luôn tồn

tại lực ngang N và cánh tay đòn A hình 2-3)

Trong quá trình làm việc, mômen này tác

dụng lên bệ đặt động cơ gây nên dao động

rung giật của thân động cơ và bệ, vì vậy phải

dùng Bulông chân máy để cố định động cơ

với khung xe

2.3 CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 4 XYLANH

Tất cả các động cơ ô tô 4 xylanh, 4 kỳ đều có trục khuỷu phân bố dưới một góc

1800 hình 2-4 Trục khuỷu có thể có được bằng cách ghép đối xứng hai trục khuỷu của hai

động cơ hai xylanh

Động cơ có chất lượng động lực học tương đối tốt (thứ tự nổ của các xylanh đều

hơn, cân bằng tốt), có thể dễ thấyP J1 0,M J1 0

Hình 2-4 Sơ đồ trục khuỷu động cơ 4 xylanh

Hình 2-3 Lực ngang gây ra mô men lật

3 cos cos( 180 ) 00

Như vậy, chỉ còn Pj2 trên thực tế không cân bằng Tuy nhiên trên thực tế một số

động cơ vẫn có đối trọng nhằm mục đích trách biến dạng trục và giảm tải cho cổ trục,

nhất là cổ trục giữa

Câu hỏi ôn tập chương 2

1 Nêu các nguyên nhân gây mất cân bằng động cơ?

2 Trình bày ý nghĩa của việc cân bằng động cơ và điều kiện cân bằng động cơ?

3 Nêu các yêu cầu khi thiết kế và chế tạo động cơ để nâng cao tính tự cân bằng của động

cơ?

4 Nêu các biện pháp nhằm nâng cao tính cân bằng của động cơ?

5 Phân tích các lực gây mất cân bằng động cơ một xy lanh và đưa ra các phương án thiết

kế giảm thiểu sự mất cân bằng do các lực đó?

6 Vẽ sơ đồ và thiết lập điều kiện cân bằng động cơ 4 xy lanh thẳng hàng?

28

CHƯƠNG 3 KẾT CẤU CƠ CẤU TRỤC KHỦY THANH TRUYỀN VÀ

CÁC BỘ PHẬN CỐ ĐỊNH 3.1 KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA CƠ CẤU TRỤC KHUỶU – THANH

TRUYỀN 3.1.1 Piston

a Vai trò

Vai trò chủ yếu của piston là cùng với các chi tiết khác như xylanh, nắp xylanh bao

kín tạo thành buồng cháy, đồng thời truyền lực của khí thể cho thanh truyền cũng như

nhận lực từ thanh truyền để nén khí Ngoài ra ở một số động cơ 2 kỳ, piston còn có nhiệm

vụ đóng mở các cửa nạp và cửa thải của cơ cấu phối khí

b Điều kiện làm việc

Piston là một chi tiết máy quan trọng của động cơ đốt trong Trong quá trình làm

việc, piston chịu lực rất lớn, nhiệt độ rất cao và ma sát mài mòn lớn Lực tác dụng và

nhiệt độ cao do khí thể và lực quán tính sinh ra gây nên ứng suất cơ học và ứng suất nhiệt

trong piston còn sự mài mòn là do thiếu dầu bôi trơn bề mặt ma sát giữa piston và xylanh

(khi động cơ làm việc)

+ Gây ứng suất nhiệt lớn, có thể làm rạn nứt piston

+ Gây biến dạng lớn, làm tăng ma sát giữa piston với xylanh, có khi làm piston bó

kẹt trong xylanh

+ Làm giảm sức bền của piston

+ Làm giảm hệ số nạp, ảnh hưởng đến công suất động cơ

+ Làm dầu bôi trơn chóng bị phân huỷ

29

Đối với động cơ xăng, nhiệt độ của piston quá cao dễ gây ra hiện tượng kích nổ

- Ma sát và ăn mòn hoá học

Trong quá trình làm việc, piston chịu ma sát khá lớn do thiếu dầu bôi trơn và do lực

ngang N ép piston vào xylanh nên giữa piston và xylanh có ma sát lớn Hơn nữa do lực

khí thể, lực quán tính và nhiệt độ cao làm piston biến dạng nên ma sát lại càng tăng Điều

kiện bôi trơn tại đây rất khó khăn, thông thường chỉ bằng vung té nên khó bảo đảm bôi

trơn hoàn hảo Ngoài ra, do piston luôn luôn tiếp xúc với sản vật cháy nên còn bị sản vật

cháy ăn mòn (trong sản vật cháy có nhiều loại hơi axit như axit Cácboníc , axit Sunfuríc

v.v )

Do điều kiện làm việc của piston như thế nên khi thiết kế piston cần bảo đảm các

yêu cầu sau:

+ Dạng đỉnh piston tạo thành buồng cháy tốt nhất

+ Tản nhiệt tốt để tránh kích nổ và giảm ứng suất nhiệt

+ Trọng lượng nhỏ để giảm lực quán tính tịnh tiến

+ Đủ độ bền và cứng vững để tránh biến dạng quá lớn

+ Đảm bảo bao kín buồng cháy để công suất động cơ không giảm sút, không cháy

piston và ít hao dầu bôi trơn

Kết cấu phù hợp để có thể bù trừ sự giãn nở nhiệt

c Vật liệu chế tạo

Vật liệu chế tạo piston phải đảm bảo cho piston làm việc ổn định và lâu dài trong

những điều kiện khắc nghiệt đã nêu trên Trong thực tế, một số vật liệu sau được dùng chế

tạo piston

Gang: thường dung gang xám, gang dẻo, gang cầu Gang có sức bền nhiệt và bền

cơ học khá cao, hệ số giãn dài nhỏ nên khó bị bó kẹt, dễ chế tạo và rẻ Tuy nhiên gang rất

nặng nên lực quán tính của piston lớn Do đó gang chỉ dùng để chế tạo piston động cơ tốc

độ thấp Mặt khác hệ số dẫn nhiệt của gang nhỏ nên nhiệt độ đỉnh piston cao

Thép: thép có sức bền cao nên piston nhẹ Tuy nhiên hệ số dẫn nhiệt cũng nhỏ đồng

thời khó đúc nên hiện nay ít được dùng Một số hãng đã sử dụng thép để chế tạo piston

như Ford hay Junker trong chiến tranh thế giới thứ hai

Hợp kim nhôm: Hợp kim nhôm có nhiều ưu điểm như nhẹ, hệ số dẫn nhiệt lớn, hệ

số ma sát với gang (xylanh thường bằng gang) nhỏ dễ đúc, dễ gia công nên được dùng rất

phổ biến để chế tạo piston Tuy nhiên hợp kim nhôm có hệ số giãn nở dài lớn nên khe hở

giữa piston và xylanh phải lớn để tránh bó kẹt Do đó lọt khí nhiều từ buồng cháy xuống

hộp trục khuỷu, động cơ khó khởi động và làm việc có tiếng gõ khi piston đổi chiều Ở

nhiệt độ cao, sức bền của piston giảm khá nhiều Ví dụ khi nhiệt độ tăng từ 288 lên 6230K

sức bền của hợp kim nhôm giảm 65 đến 75% trong khi đó sức bền của gang ở nhiệt độ

này chỉ giảm 18-20% Mặt khác piston bằng hợp kim nhôm chịu mòn kém và đắt

30

d Kết cấu

Để thuận lợi phân tích kết cấu, có thể chia

piston thành những phần như đỉnh, đầu, thân và

chân piston (hình 3-1) Mỗi phần đều có nhiệm

vụ riêng và những đặc điểm kết cấu riêng

Đỉnh piston: Là phần trên cùng của piston,

cùng với xylanh và nắp xylanh tạo thành buồng

cháy

Đầu piston: Bao gồm phần đỉnh piston và

vùng đai lắp các xéc măng khí và xéc măng dầu,

làm nhiệm vụ bao kín

Thân piston: Phần dưới rãnh xéc măng

dầu cuối cùng của đầu piston, làm nhiệm vụ dẫn

hướng piston và bố trí bệ chốt piston

 Đỉnh piston

Đỉnh piston có nhiệm vụ cùng với xylanh, nắp xylanh tạo thành buồng cháy Về mặt

kết cấu có các loại đỉnh piston sau:

Hình 3-2 Các dạng kết cấu đỉnh piston

- Đỉnh bằng (hình 3-2a) diện tích chịu nhiệt nhỏ, kết cấu đơn giản Kết cấu này

được sử dụng trong động cơ diesel buồng cháy dự bị và buồng cháy xoáy lốc (xem

chương V)

- Đỉnh lồi (hình 3-2b) có sức bền lớn đỉnh mỏng, nhẹ nhưng diện tích chịu nhiệt lớn

Loại đỉnh này thường được dùng trong động cơ 4 kỳ và 2 kỳ xupáp, buồng cháy chỏm

cầu Trên (hình 3-2c) thể hiện kết cấu đỉnh piston động cơ 2 kỳ quét vòng qua cửa thải

Phía dốc đứng được lắp về phía cửa quét để hướng dòng khí quét, lên sát nắp xylanh rồi

vòng xoáy qua cửa thải, nhằm mục đích quét sạch buồng cháy

- Đỉnh lõm (hình 3-2d) có thể tạo lốc xoáy nhẹ tạo thuận lợi cho quá trình hình

thành khí hỗn hợp và cháy Tuy nhiên sức bền kém và diện tích chịu nhiệt lớn hơn so với

đỉnh Loại đỉnh này được dùng trong các động cơ diesel và động cơ xăng

Hình 3-1 Kết cấu piston 1- đỉnh; 2- đầu; 3- thân; 4- chân

31

- Đỉnh chứa buồng cháy: thường gặp trong các động cơ diesel hay trong động cơ

xăng phun trực tiếp GDI Kết cấu buồng cháy phải thỏa mãn các yêu cầu sau đây tùy từng

trường hợp cụ thể:

+ Phải phù hợp với hình dạng buồng cháy và hướng của chùm tia phun nhiên liệu

để tổ chức tạo thành hỗn hợp tốt nhất (hình 3-2c)

+ Phải tận dụng được xoáy lốc của không khí trong quá trình nén (hình 3-2f):

Buồng cháy denta; (hình 3-2g): Buồng cháy Ômêga; (hình 3-2 h): Buồng cháy MAN

 Đầu piston

Đường kính đầu piston thường nhỏ hơn đường kính thân vì thân là phần dẫn hướng

của piston Kết cấu của piston phải đảm bảo những yêu cầu sau:

- Bao kín tốt cho buồng cháy nhằm ngăn chặn khí cháy lọt xuống cácte dầu và dầu

bôi trơn từ cácte sục lên buồng cháy Việc bao kín buồng cháy rất quan trọng Vì nếu bao

kín không tốt sẽ xẩy ra các hiện tượng xấu như: lọt khí làm giảm công suất của động cơ,

khí cháy lọt xuống cácte làm phân huỷ dầu nhờn, dầu nhờn sục lên buồng cháy làm hao

dầu và dễ kết muội than sẽ sinh ra cháy sớm hoặc kích nổ

Ngày nay biện pháp bao kín duy nhất là dùng xéc măng Có 2 loại xéc măng là xéc

măng khí bao kín buồng cháy và xéc măng dầu để ngăn dầu sục lên buồng cháy Số xéc

măng tỳ thuộc vào loại động cơ Theo lý luận, số xéc măng càng nhiều thì bao kín càng

tốt nhưng số xéc măng càng nhiều thì số rãnh xéc măng cũng phải nhiều dẫn đến làm

phần đầu piston dài và nặng Hơn nữa công ma sát sẽ lớn lên Vì vậy, khi chọn xéc măng

phải chú ý đầy đủ các mặt

Thông thường nếu áp suất khí thể càng cao, tốc độ trượt càng thấp, đường kính

xylanh càng lớn thì phải chọn số xéc măng càng nhiều Số lượng rãnh xéc măng trên

piston của các loại động cơ thông thường như sau:

Động cơ xăng dùng từ 3 - 4 xéc măng khí, 1- 2 xéc măng dầu

Động cơ Diesel cao tốc từ 3 - 6 xéc măng khí,1- 3 xéc măng dầu

Động cơ Diesel tốc độ thấp từ 5 - 7 xéc măng khí, 1 - 4 xéc măng dầu

Nếu động cơ tốc độ nhỏ, tỷ số nén lớn, đường kính xylanh lớn thì số xéc măng

nhiều hơn

Xéc măng được lắp lỏng trong rãnh xéc măng nên có thể tự xoay trong rãnh để

xylanh không bị mòn cục bộ

- Tản nhiệt tốt cho piston vì phần lớn nhiệt của piston truyền qua xéc măng cho

xylanh đến môi chất làm mát Để tản nhiệt tốt thường dùng các kết cấu đầu piston sau:

+ Phần chuyển tiếp giữa đỉnh và đầu có bán kính R lớn (hình 3-3a)

32

Hình 3-3 Kết cấu đầu piston + Tạo rãnh ngăn nhiệt ở đầu piston (hình 3-3c) để giảm nhiệt lượng truyền cho xéc

măng thứ nhất (chi tiết làm ở điều kiện khắc nghiệt nhất)

+ Để tăng độ cứng của piston, một số piston có đường gân ở phía trong (hình 3-4)

Các đường gân làm tăng độ cứng vững cho piston và tăng trọng lượng lên Nó cũng có tác

dụng làm thoát nhiệt cho đỉnh piston (hình 3-3b)

Hình 3-4 Các đường gân piston + Làm mát đỉnh piston (hình 3-3d) như ở động cơ ô tô IFA - W 50 Trong các động

cơ tĩnh lại cỡ lớn, thường dùng cách đưa dầu nhờn vào phía dưới đỉnh piston để làm mát

đỉnh (hình 3-5).Tuy hiệu quả lớn nhưng kết cấu rất phức tạp Dầu nhờn theo đường dầu

khoan dọc trên thân thanh truyền sau khi làm bôi trơn chốt piston sẽ được phun lên làm

mát đỉnh piston

Hình 3-5 Làm mát đỉnh piston bằng dầu nhờn

33

- Sức bền cao: để tăng sức bền và độ cứng cho bệ chốt piston người ta thiết kế các

gân trợ lực (hình 3-3e)

 Thân piston

Có nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động trong xylanh

- Chiều cao h của thân (hình 3-7) được quyết định bởi điều kiện áp suất tiếp xúc,do

lực ngang N gây ra, phải nhỏ hơn áp suất cho phép:

- Vị trí tâm chốt : được bố trí sao cho piston và xylanh mòn đều,đồng thời giảm va

đập và gõ khi piston đổi chiều Một số động cơ có tâm chốt piston lệch với tâm xylanh 1

giá trị về phía nào đó sao cho lực ngang Nmax giảm (hình 3-6) để 2 bên chịu lực N của

piston và xylanh mòn đều

+ Kim loại giãn nở

Hình 3-7 Các nguyên nhân gây bó kẹt piston

34

Do những nguyên nhân trên piston thường bị bó kẹt theo phương tâm chốt piston

Đối với piston bằng kim nhôm, hệ số giãn nở dài lớn nên càng dễ xảy ra bó kẹt

Để khắc phục hiện tượng bó kẹt piston

người ta sử dụng những biện pháp sau:

+ Chế tạo thân piston có dạng ôvan, trục

ngắn trùng với tâm chốt(hình 3-8, hình 3-9)

+ Tiện vát 2 mặt ở bệ chốt chỉ để lại α =

900 ÷ 1000 để chịu lực mà không ảnh hưởng

nhiều đến phân bố lực (hình 3-9b)

+ Xẻ rãnh giãn nở trên thân piston (hình

3-9c,d) Khi xẻ người ta không xẻ hết để đảm

bảo độ cứng vững cần thiết và thường xẻ chéo

để tránh cho xylanh bị gờ xước Khi lắp phải

chú ý để bề mặt thân xẻ rãnh về phía lực ngang

N nhỏ Loại piston này có ưu điểm là khe hở

lúc nguội nhỏ, động cơ không bị gõ, khởi động

dễ dàng Nhưng khi xẻ rãnh, độ cứng vững của

piston giảm nên phương pháp này chỉ dùng ở

động cơ xăng

+ Đúc hợp kim có độ giãn nở dài nhỏ (ví dụ, hợp kim inva có hệ số giãn nở dài chỉ

bằng 1/10 của hợp kim nhôm) vào bệ chốt piston (hình 3-9e) hạn chế giãn nở của thân

theo phương vuông góc với tâm chốt

Hình 3-9 Các biện pháp chống bó kẹt piston

Hình 3-8 thân piston

35

 Chân piston

Hình 3-10 là một kết cấu điển hình của chân

piston Theo kết cấu này, thân có vành đai để tăng độ

cứng vững Mặt trụ a cùng mặt đầu chân piston là

chuẩn công nghệ khi gia công và là nơi điều chỉnh

trọng lượng của piston sao cho đồng đều giữa các

xylanh Độ sai lệch về trọng lượng đối với động cơ ô

tô máy kéo không quá 0,2 – 0,6 % còn ở động cơ tĩnh

tại và tàu thủy giới hạn này là 1- 1,5%

3.1.2 Chốt piston

a Vai trò và điều kiện làm việc

Chốt piston có vai trò là chi tiết liên kết giữa piston với thanh truyền, nó truyền lực

khí thể tác dụng trên piston cho thanh truyền để làm quay trục khuỷu và ngược lại Tuy có

kết cấu đơn giản nhưng chốt piston có vai trò rất quan trọng để bảo đảm điều kiện làm

việc bình thường của động cơ

Trong quá trình làm việc, chốt piston chịu lực khí thể và lực quán tính tịnh tiến rất

lớn Các lực này đều thay đổi theo chu kỳ, đồng thời có tính chất va đập mạnh, nhất là

trong động cơ cao tốc Do nhiệt độ làm việc của piston tương đối cao (> 3730

K) mà chốt piston lại khó chuyển động xoay tròn trong bệ chốt nên rất khó bôi trơn Ma sát ở trạng

thái nửa ướt, chốt piston dễ bị mòn

Chốt piston chịu lực va đập, tuần hoàn, nhiệt độ cao và điều kiện bôi trơn khó khăn

Do điều kiện làm việc như vậy nên phải chế tạo chốt piston bằng vật liệu tốt để đảm

bảo sức bền và độ cứng vững Chốt piston phải được nhiệt luyện theo công nghệ đặc biệt

nghĩa là khi nhiệt luyện đều phải thấm than (xêmentít) xiannuya hóa hoặc nitơ hóa rồi tôi

để đảm bảo bề mặt làm việc của chốt có độ cứng cao, chống mòn tốt nhưng ruột chốt lại

phải dẻo để chống mỏi tốt Mặt chốt phải mài bóng để tránh ứng suất tập trung và khi lắp

ghép chốt piston với piston và thanh truyền, khe hở lắp ghép phải nhỏ nếu không chốt sẽ

chịu va đập lớn, dễ bị hư hỏng

Cần chú ý rằng nếu trong quá trình làm việc, chốt piston bị gãy vỡ, động cơ sẽ bị hư

hỏng rất nghiêm trọng như: vỡ thân máy, gãy, cong trục khuỷu, cong thanh truyền … Đôi

khi trong động cơ diesel cỡ lớn, không dùng chốt piston mà thay thế chốt bằng khớp cầu

trên đầu nhỏ thanh truyền Kết cấu này tuy phức tạp nhưng trong quá trình làm việc,

piston tự định hướng rất dễ dàng

b Vật liệu chế tạo

Chốt piston thường được chế tạo từ thép ít cacbon và thép hợp kim có các thành

phần hợp kim như crôm, mangan với thành phần cacbon thấp như thép 20, 20X, 15X A,

15 X MA, 12 X H3A, 18 X H MA, Để tăng độ cứng cho bề mặt - tăng sức bền mỏi -

Hình 3-10 Kết cấu chân piston

cũng thường dùng để chế tạo chốt piston của động cơ tốc độ trung bình và thấp thấp Các

động cơ tốc độ cao thường dùng chốt piston làm bằng thép hợp kim thành phần cac bon

thấp

Chốt piston làm bằng thép cac bon và thép hợp kim có thành phần cacbon trung

bình sau khi tôi cao tần (tôi sâu 1 - 1,5 mm) độ cứng bề mặt chốt có thể đạt tới HRC = 58

- 65 , độ cứng phần ruột HRC = 26 – 30

Chốt piston làm bằng thép cac bon và thép hợp kim có thành phần cacbon thấp sau

khi thấm than với độ sâu 0.5 - 2mm (tùy theo kích thước của chốt) tôi đạt độ cứng bề mặt

HRC = 26 - 30

c Kết cấu và các kiểu lắp ghép

Đa số các chốt piston có kết cấu đơn giản như dạng trụ rỗng Các mối ghép giữa

chốt piston và piston, thanh truyền theo hệ trục để đảm bảo lắp ghép dễ dàng Trong thực

tế có ba kiểu lắp ghép sau:

Hình 3-11 Lắp ghép cố định chốt piston trên đầu nhỏ thanh truyền a) và trên bệ chốt b)

- Cố định chốt trên đầu nhỏ thanh truyền (hình 3-11a) Khi đó chốt piston phải

được 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 như vậy tăng được chiều dài

của bệ chốt, giảm được áp suất tiếp xúc - mòn tại đây Tuy nhiên mặt phẳng chịu lực của

chốt ít thay đổi nên tính chịu mỏi của chốt kém

- Cố định chốt trên bệ chốt (hình 3-11b) Khi đó chốt piston phải được lắp tự do

trên thanh truyền Cũng giống như phương pháp trên, do không phải bôi trơn cho bệ chốt

nên có thể rút ngắn được chiều dài bệ chốt để tăng chiều rộng đầu nhỏ thanh truyền, giảm

được áp suất tiếp xúc - mòn của mối ghép này Tuy nhiên mặt phẳng chịu lực của chốt

không thay đổi nên tính chịu mỏi của chốt kém

37

- Lắp tự do cả hai mỗi ghép ( hình 3-12) Tại hai mỗi ghép đều không có kết cấu

hãm Khi lắp ráp, mỗi 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

ôtô máy kéo)

Hình 3-12 Lắp tự do chốt piston Trong quá trình làm việc, do nhiệt độ cao, piston bằng hợp kim nhôm giãn ra nhiều

hơn chốt piston bằng thép, tạo ra khe hở ở mối ghép này nên piston có thể tự xoay Khi

đó, mặt phẳng chiu lực thay đổi nên chốt piston mòn đều hơn và chiu mỏi tốt hơn Vì vậy,

phương pháp này được dung rất phổ biến hiện nay Tuy nhiên phải giải quyết vấn đề bôi

trơn cả hai mối ghép và phải có kết cấu hạn chế di chuyển dọc trục của chốt, thông

thường dùng vòng hãm (hinh 11b) hoặc nút kim loại mềm có mặt cầu như trên hình

3-11c Trước khi lắp chốt vào bệ chốt nên ngâm piston trong dầu hoặc trong nước nóng để

lắp ráp dễ dàng

Do có các mối ghép động nên phải giải quyết bôi trơn cho các mối ghép này Sau

đây là một số phương án được dùng trong thực tế Đối với bệ chốt thường được khoan lỗ

để dẫn dầu do xéc măng dầu gạt về (hình 3-13a) hoặc khoan lỗ hứng dầu (hình 3-13b)

Còn đối với thanh truyền, để bôi trơn người ta có thể dùng lỗ hứng dầu (hình 3-13c) hoặc

bôi trơn cưỡng bức kết hợp với làm mát đỉnh bằng dầu có áp suất cao dẫn từ trục khuỷu

dọc theo thân thanh truyền như được dùng ở động cơ ôtô IFA W 50 hoặc ZIL130 (hình

2-13d và e)

Hình 3-13 Bôi trơn các mối ghép chốt piston