Bài giảng Bảo dưỡng và sửa chữa bộ phận cố định trục khuỷu và thanh truyền, cao đẳng nghề

- Giữ cân bằng cho các lực tác dụng của khí cháy khi động cơ hoạt động, tải trọngnhiệt, lực quán tính do khối lượng quay không cân bằng gây ra * Trục khuỷu, thanh truyền, pít tông: - Nhậ

BÀI 1: THÁO LẮP, NHẬN DẠNG BỘ PHẬN CỐ ĐỊNH VÀ CƠ CẤU

TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN

1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại:

1.1 Nhiệm vụ:

* Thân máy, xi lanh và nắp máy:

- Làm chỗ dựa để bắt các chi tiết của các hệ thống khác và cho chúng dựa vào đó đểhoạt động

- Làm kín lỗ xy lanh cùng với đỉnh pittông và xy lanh tạo ra buồng cháy của động cơ

- Xy lanh dẫn hướng cho pittông chuyển động

- Giữ cân bằng cho các lực tác dụng của khí cháy khi động cơ hoạt động, tải trọngnhiệt, lực quán tính do khối lượng quay không cân bằng gây ra

* Trục khuỷu, thanh truyền, pít tông:

- Nhận và truyền áp lực của chất khí được đốt cháy trong xilanh, biến chuyển độngthẳng của pitton thành chuyển động quay của trục khuỷu và truyền công suất động cơ

ra ngoài

- Pít tông còn góp phần tham gia bao kín buồng nổ cùng với xilanh và nắp máy, giữcho dầu không bị sục lên buồng nổ Đối với động cơ 2 kỳ còn làm nhiệm vụ của hệthống phối khí

* Các te hay hộp trục khuỷu: dùng để chứa dầu bôi trơn động cơ ở động cơ và che kínphần dưới động cơ

1.3.1 Phần cố định: Bao gồm các bộ phận chính là nắp máy, thân máy, xi lanh, các te

1- nắp máy, 2- Đệm nắp máy 3- thân máy, 4- Đệm các te, 5- các te, 6- xi lanh

Hình 1.1 Phần cố định

6

* Nắp mỏy:

- Phõn loại theo cỏch vật liệu chế tạo:

+ Loại bằng hợp kim nhụm

+ Loại bằng gang

- Phõn loại theo cỏch lắp ghộp:

+ Loại đỳc liền thành một khối hoặc

+ Loại đỳc rời cho từng xi lanh

- Phõn loại theo số xi lanh:

+ Loại cú một xi lanh

+ Loại cú nhiều xi lanh:

- Phõn loại theo cỏch bố trớ buồng chỏy: Hỡnh dỏng buồng chỏy phụ thuộc vào từngloại động cơ

+ Loại cú bố trớ buồng chỏy

+ Loại khụng bố trớ

- Phõn loại theo phương phỏp làm mỏt:

+ Loại làm mỏt bằng nước

+ Loại làm mỏt bằng khụng khớ

+ Loại làm mỏt kết hợp (khụng khớ và nước)

* Thõn mỏy: Thõn mỏy cú nhiều kiểu với kết cấu khỏc nhau, nhưng ta cú thể phõn ra

cỏc loại như sau:

- Phõn loại theo cỏch vật liệu chế tạo:

+ Loại bằng hợp kim nhụm

+ Loại bằng gang

- Phõn loại theo số xi lanh:

+ Loại cú một xi lanh

+ Loại cú nhiều xi lanh:

- Phõn loại theo số hàng xi lanh:

+ Loại cú một hàng xi lanh

+ Loại cú hai hàng xi lanh xếp chữ V

+ Xi lanh bố trí đối nhau

+ Loại xi lanh hỡnh sao

- Phõn loại theo phương phỏp làm mỏt:

+ Loại làm mỏt bằng nước: Cú cỏc khoang chứa nước

+ Loại làm mát bằng không khí: bên ngoài thân máy có các phiến tản nhiệt.+ Loại làm mát kết hợp (không khí và nước)

- Phân loại theo kết cấu:

+ Loại xi lanh liền: Dùng cho động cơ cỡ nhỏ và trung bình

+ Loại xi lanh rời (ống lót khô và ống lót ướt): Dùng cho các động cơ cỡ lớn

* Các te: Các te thường có cấu tạo đơn giản.

- Các te đúc liền với thân xi lanh hoặc đúc rời

1.3.2 Pít tông:

- Phân loại theo cách vật liệu chế tạo:

+ Loại bằng hợp kim nhôm

+ Loại bằng gang

- Phân loại theo cấu tạo của đỉnh pít tông : bằng, lồi hoặc lõm

- Phân loại theo cách lắp chốt pít tông :

+ Chốt pit tông cố định với pit tông

+ Chốt pit tông cố định với đầu nhỏ thanh truyền

+ Chốt pit tông lắp tự do

1.3.3 Trục khuỷu thanh truyền:

* Trục khuỷu: Có hai loại trục khuỷu:

- Trục khuỷu liền

- Trục khuỷu ghép

• Thanh truyền:

- Theo cấu tạo đầu nhỏ thanh truyền:

+ Loại lắp chặt với chốt pít tông và loại lắp tự do

+ Loại dùng bi, loại dùng bạc

+ Loại bôi trơn cưỡng bức, loại bôi trơn bằng vung té

- Theo cấu tạo của thân tranh truyền:

+ Thân có tiết diện ngang: hình chữ nhật

+ Thân có tiết diện ngang: hình hình tròn, hình ôvan

+ Thân có tiết diện ngang: hình hinh chữ I

Tiết diện hình chữ I được dùng nhiều trong động cơ cao tốc và động cơ ôt tô, máykéo Loại này có độ cứng vững lớn, bố trí vật liệu hợp lý

- Theo cấu tạo của đầu to thanh truyền:

+ Mặt cắt thẳng góc

+ Mặt cắt cắt chéo góc

2 Đặc điểm cấu tạo:

Hình 1.2 : Cấu tạo của nắp máy

a Nắp máy của động cơ làm mát bằng không khí

b Nắp máy của động cơ làm mát bằng nước

- Nắp máy có thể đúc liền thành một khối hoặc đúc rời cho từng xi lanh Để lắp ghépđược kín, mặt tiếp xúc của nắp máy với thân máy được gia công rất cẩn thận, chính xác

và nhẵn

Hình 1.3 : Sơ đồ cấu tạo buồng đốt của một số loại nắp máy

b Điều kiện làm việc

- Trong quá trình động cơ làm việc, điều kiện làm việc của nắp máy rất khắc nghiệtnhư chịu tác dụng của nhiệt độ cao, áp suất khí thể rất lớn và bị ăn mòn hoá học bởicác chất ăn mòn trong khí cháy

Hình 1.4 Cấu tạo của thân máy

Loại đúc liền: là chung cho các xi lanh, dùng cho động cơ cỡ nhỏ và trung bình Loại đúc rời: Các xi lanh đúc riêng từng khối và ghép lại với nhau, dùng cho cácđộng cơ cỡ lớn

Loại liền dễ chế tạo (một số nhẹ hơn và có độ bến cao), loại rời thuận lợi cho sửachữa nhưng dễ bị rò rỉ chất làm mát vào đông cơ

Hiện nay thân máy có thể đúc liền với nửa trên của các te hoặc thân máy đúc liềnvới cả các te

Đối với động cơ làm làm mát bằng nước: Chế tạo phức tạp nhưng làm mát tốthơn, trực tiếp hơn

Đối với động cơ làm mát bằng không khí: dùng cho động cơ công suất thấp hoăccho các xe hoạt động ở các vùng sa mạc

Hình 1.5: Cấu tạo thân máy làm mát bằng không khíĐộng cơ nhiều xi lanh có các kết cấu phức tạp và nhiều kiểu dạng khác nhau nhưhình 1.6: (a- loại một hàng xi lanh, b- loại xép chữ V, c- loại xi lanh đối nhau; d- loại xilanh hình sao)

Hình 1.6: Cách bố trí động cơ

b Điều kiện làm việc

- Trong quá trình động cơ làm việc, thân máy chịu tác dụng của lực khí thể, tải trọngnhiệt, lực quán tính chuyển động không cân bằng gây ra và chịu va đập, rung giật, vàtoàn thể trọng lượng các chi tiết lắp trên nó

c Vật liệu chế tạo

- Thân máy có thường được đúc bằng gang hoặc hợp kim nhôm

2.1.3 Xi lanh.

a cấu tạo.

- Xy lanh cùng với đỉnh pittông, mặt dưới của nắp máy tạo ra buồng cháy và dẫnhướng cho pittông chuyển động.

- Xy lanh có dạng hình trụ tròn, mặt trong được gia công chính xác và có độ bóngcao.Trong động cơ đốt trong, xi lanh có hai loại:

Xy lanh đúc liền với thân máy:

- Loại này có ưu điểm là truyền nhiệt tốt, có độ cứng vững cao, nhược điểm là giáthành cao, không tiết kiệm được vật liệu đắt tiền, đồng thời khi xy lanh hết cos sửachữa thì phải thay thân máy không đảm bảo tính kinh tế

Xy lanh rời (ống lót xy lanh hay sơ mi):

- Đa số các loại động cơ đốt trong, để tiết kiệm được vật liệu tốt và đảm bảo tính kinh

tế trong quá trình sửa chữa, ống lót xi lanh được đúc rời rồi ép vào thân máy Ống lótđược làm bằng vật liệu tốt, đắt tiền hơn vật liệu làm thân máy

Hình 1.7 Các loại xy lanh

Cấu tạo của ống lót được chia làm hai loại:

- Ống lót xy lanh khô: nước làm mát không trực tiếp tiếp xúc với ống lót

ưu điểm là ứng suất nhiệt nhỏ, nên độ biến dạng không đáng kể, nhưng có nhượcđiểm là chế tạo khó, phức tạp trong quá trình sửa chữa, làm mát chưa hoàn thiện

- Ống lót xy lanh ướt: Nước làm mát trực tiếp tiếp xúc với thành ống lót xy lanh

ưu điểm là làm mát hoàn thiện hơn, chế tạo và sửa chữa dễ dàng và được sử dụngrộng rãi với tất cả các loại động cơ nhất là động cơ diesel, nhưng có nhược điểm là gâyứng suất nhiệt, dễ bị rò nước làm mát qua bề mặt lắp ghép giữa ống lót và thành xylanh

Để khác phục hiện tượng rò nước xuống các te nên phải lắp roăng cao su ở dưới ốnglót xy lanh

b Điều kiện làm việc

- Trong quá trình động cơ làm việc, xi lanh chịu tác dụng của nhiệt độ cao, chịu sự tácdụng của lực khí cháy, chịu lực ma sát lớn và chịu sự ăn mòn hoá học

a Cấu tạo; Các te có thể đúc liền với thân xi lanh hoặc đúc rời Các te thường có cấu

tạo đơn giản

- Bên trong các te chia làm ba ngăn, ngăn giữa sâu hơn hai ngăn bên, giữa các ngăn cócác vách ngăn để khi ôtô chạy đường dốc, tăng tốc độ, dầu không bị dồn về một phíalàm thiếu dầu bôi trơn

- Tại vị trí thấp nhất của các te có nút xả dầu, trong có gắn một nam châm để hút cácmạt kim loại trong dầu

- Khi động cơ làm việc, các chi tiết của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền chịu tácdụng của lực do khí cháy giãn nở và lực quán tính của các chi tiết hoặc bộ phận chuyểnđộng tịnh tiến và chuyển động quay.

Lực khí cháy:

Trong quá tình cháy giãn nở, khí cháy trong xi lanh có áp suất rất cao, đẩy pit tôngdịch chuyển từ ĐCT xuống ĐCD, qua thanh truyền làm quay trục khuyủ và phát sinhcông Lực khí cháy có trị số biến đổi và thuộc vào vị trí pit tông trong xi lanh hay gócquay của trục khuỷu

Hình 1.9 Các chi tiết chuyển động của động cơ

Lực quán tính:

Lực quán tính chuyển động tịnh tiến

- Lực quán tính chuyển động tịnh tiến sinh ra do sự chuyển động không đều củanhóm pit tông, (bao gồm tông, chốt pit tông và xéc măng) và phần trên của thanhtruyền

- Khi động cơ làm việc, nếu pit tông ở ĐCT hoặc ĐCD, thì tốc độ pit tông bằngkhông và pit tông đổi hướng chuyển động, còn gia tốc của nó lại có trị số lớn nhất,nhưng sau khi đã qua các điểm chết, tốc độ của pit tông lại tăng dần và có trị số lớn

nhất ở khoảng giữa của hành trình, còn gia tốc của nó giảm dần cho đến khi có trị sốbằng không Như vậy, pit tông hay nhóm pit tông chuyển động tịnh tiến đi lại làchuyển động không đều hay chuyển động có gia tốc thay đổi.

Lực quán tính chuyển động quay

- Lực quán tính chuyển động quay, hay lực quán tính ly tâm Pq sinh ra do sự chuyểnđộng quay đều của các bộ phận không cân bằng bao gồm chốt khuỷu, má khuỷu vàphần dưới của thanh truyền

Hợp lực và mô men :

Hình 1.10 Lực và mô men tác dụng ở cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền

Lực tác dụng lên đỉnh pit tông hay chốt pit tông P là lực tác dụng của khí cháy Pk

và lực quán tính chuyển động tịnh tiến Pj

- Lực N (lực ngang) tác dụng theo chiều thẳng góc với đường tâm xi lanh, ép pit tôngvào xi lanh gây nên sự mài mòn của pit tông, xéc măng và xi lanh

- Lực pháp tuyến Z gây nên sự mài mòn của cổ trục

Hình 1.11 Lực ép ngang

- Như vậy, ngoài lực tiếp tuyến T là có ích, còn các lực khác là có hại như: lực khícháy, lực ngang N, lực pháp tuyến Z, lực quán tính chuyển động tịnh tiến Pj và lựcquán tính ly tâm Pq Các lực này làm cho động cơ rung động và chóng mòn

Để cân bằng lực quán tính chuyển động quay Pq, thường dùng đối trọng đặt trênphương kéo dài của má khuỷu, ngược chiều với chốt khuỷu hay cổ biên Còn các lựckhác để cho khung bệ của động cơ chịu đựng

có thể sử dụng các dạng đỉnh pit tông như hình (e, g, h, f).

Hình 1.13 Các loại đỉnh pit tông

Đầu pit tông

- Đầu pit tông được giới hạn từ đỉnh pit tông đến rãnh xéc măng dầu cuối cùng trên bệchốt pit tông

-Đường kính đầu pit tông thường nhỏ hơn đường kính thân (hình 1.12b)

Cấu tạo đầu pit tông phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Bao kín buồng cháy: thông thường người ta dùng xéc măng để bao kín Vì vây, đầupit tông có các rãnh để lắp các xécmăng khí và xéc măng dầu

-Tản nhiệt tốt cho pit tông: Phần lớn nhiệt của pit tông truyền qua xéc măng và xi lanhđến môi chất làm mát

-Sức bền cao: Để tăng sức bền và độ cứng vững cho bệ chốt người ta chế tạo các gânchịu lực

Hình 1.14 kết cấu đầu pit tông

Thân pit tông

- Thân pit tông có nhiệm vụ dẫn hướng cho pit tông chuyển động trong xi lanh

- Thân pit tông động cơ diesel thường dài hơn thân pit tông của động cơ xăng và phần

Rãnh ngăn nhiệt Gân tản nhiệt

đáy thường có thêm 1 - 2 xéc măng dầu

- Để chống bó kẹt pit tông trong xi lanh trong quá trình làm việc do chịu lực ngang N,lực khí thể, kim loại giãn nở, người ta sử dụng các biện pháp sau:

- Chế tạo thân pit tông có dạng ô van (hình 1.16a), trục ngắn trùng với tâm chốt pittông;

- Tiện vát hai đầu bệ chốt (hình 1.16b)

- Xẻ rãnh giãn nở trên thân pit tông (hình 1.16 c, d)

Loại này có ưu điểm là khe hở nhỏ, động cơ không bị gõ, khởi động dễ, nhưng độ cứngcủa pit tông giảm nên chỉ dùng ở động cơ xăng

Hình 1.15: Cấu tạo thân pit tông

Hình 1.16 Các biện pháp chống bó kẹt pit tông

b Điều kiện làm việc :

- Làm việc trong điều kiện chịu lực nặng nề và phức tạp như lực khí cháy, lực ma sát,lực quán tính

c Vật liệu chế tạo: Pít tông thường chế tạo bằng hợp kim nhôm (động cơ xăng), bằng

gang (động cơ điêzen)

2.2.3 Chốt pit tông.

a Cấu tạo:

- Chốt pit tông là khớp nối động, quay tương đối giữa pit tông với đầu nhỏ thanhtruyền, nhận và truyền lực của khí cháy từ pis tông qua thanh truyền xuống làm quaytrục khuỷu

- Đa số chốt pit tông có cấu tạo đơn giản là hình trụ rỗng hoặc ngoài là hình trụ,còn mặt trong là lỗ thẳng, lỗ bậc, lỗ côn để giảm trọng lượng

Hình 1.17 Chốt pit tông

* Phương pháp lắp ghép chốt pit tông

- Chốt pit tông được lắp ghép với pit tông và đầu nhỏ thanh truyền theo ba phươngpháp sau:

+ Lắp cố định với pit tông bằng một vít hãm (hình 1.18a)

Chốt pit tông sẽ quay trong đầu nhỏ thanh truyền ưu điểm của phương pháp này làgiảm được độ mòn và ít bị võng, nhưng mòn không đều, hay phát sinh va đập gây nêntiếng gõ, nên chỉ dùng đối với pit tông làm bằng gang có bạc lót bằng đồng

+ Lắp cố định với đầu nhỏ thanh truyền bằng bu lông (hình 1.18b)

Khi đó chốt pit tông phải được lắp tự do trong bệ chốt Tuy nhiên, mặt phẳng chịu

Pit tông

Chốt pit tông

Thanh truyền

lực của chốt ít thay đổi nên tính chịu mỏi kém, chốt pit tông cũng bị mòn không đều,

độ võng lớn, chế tạo và lắp ghép phức tạp, nên hiện nay ít dùng

+ Lắp tự do (hình 1.18c)

- Lắp tự do còn gọi là lắp bơi, nghĩa là chốt pit tông không cố định trong đầu nhỏ thanhtruyền và trong bệ chốt Trong quá trình làm việc, chốt pit tông có thể xoay quanhđường tâm của nó

Phương pháp lắp ghép này được dùng phổ biến hiện nay

Hình 1.18 Các phương pháp lắp ghép chốt pit tông

a) Chốt pit tông cố định với pit tôngb) Chốt pit tông cố định với đầu nhỏ thanh truyềnc) Chốt pit tông lắp tự do

b Điều kiện làm việc :

- Làm việc trong điều kiện chịu lực nặng nề và phức tạp như lực khí cháy, lực

- Xécmăng khí thứ nhất có mặt cắt ngang hình chữ nhật, chiều cao nhỏ hơn bềrộng, được gọi là xécmăng lửa, thường được mạ crôm

- Xécmăng khí thứ hai: để đảm bảo bao khí buồng đốt, loại này có nhiều thiếtdiện, hình thang, hình bậc,

* Xéc măng dầu: Hạn chế ngăn ngừa không cho dầu tràn lên buồng đốt , phân bố đều

dầu nhờn thành màng mỏng đủ để bôi trơn thành xylanh

Hình 1.19 Các loại xéc măngMiệng xécmăng cắt thành nhiều loại :

Hình 1.20 Các loại miệng xéc măng

Miệng cắt thẳng : Loại này đơn giản , dễ chế tạo nhưng dễ lọt khí Thường dùng cho

động cơ cao tốc( hình 1.19a)

Miệng cắt vát: ( thường 30o – 45o ) Loại này chế tạo khó ít lọt khí dùng cho các dộng

cơ trung bình ( hình 1.19b, c)

Miệng cắt bậc : loại này dùng để bao kín là tốt nhất , khó chế tạo , chỉ dùng cho động

cơ thấp tốc ( hình 1.19d)

b Điều kiện làm việc :

- Làm việc trong điều kiện chịu nhiệt cao, chụi ma sát mài mòn, lực va đập lớn

c Vật liệu chế tạo:

- Xéc măng thường chế tạo bằng thép hợp kim đặc biệt, có loại được mạ crom

2.3 Nhóm thanh truyền.

a Cấu tạo:

Hình 1.21 Các chi tiết nhóm thanh truyền

- Thanh truyền hay tay biên có công dụng nối pit tông với trục khuỷu, đồng thời truyền

và biến chuyển động tịnh tiến của pit tông thành chuyển động quay cho trục khuỷu

- Cấu tạo thanh truyền được chia thành ba phần: đầu nhỏ, đầu to và thân

Hình 1.22 Cấu tạo thanh truyền

b Điều kiện làm việc

- Khi làm việc, thanh truyền chịu tác dụng của lực khí cháy và lực quán tính, các lựcnày biến đổi có tính chất chu kỳ cả về trị số và hướng Do đó thanh truyền chịu uốn,chịu kéo và chịu nén, dẫn đến thanh truyền thường bị cong, xoắn

- Nếu lắp tự do, thì đầu nhỏ thanh truyền bao giờ cũng có bạc lót (hình 1.23a)

- Một số động cơ người ta làm vấu lồi trên đầu nhỏ (hình 1.23b) để điều chỉnh trọngtâm thanh truyền cho đồng đều giữa các xi lanh

- Để bôi trơn bạc lót và chốt pit tông có những phương án như dùng rãnh hứng dầu(hình 1.23c) hoặc bôi trơn cưỡng bức do dẫn dầu từ đầu trục khuỷu dọc theo thân thanhtruyền (hình 7.2a).

ở động cơ hai kỳ, do điều kiện bôi trơn khó khăn,người ta thường làm các rãnhchứa dầu ở bạc đầu nhỏ (hình 1.23 d) hoặc có thể dùng ổ bi kim thay cho bạc lót (hình1.23 e)

Hình 1.23 Các dạng đầu nhỏ thanh truyền

2.3.2 Thân thanh truyền

- Thân thanh truyền thường ở đầu trên nhỏ, đầu dưới to Tiết diện ngang thân thanhtruyền có nhiều loại: hình chữ nhật, hình tròn, hình ôvan, hinh chữ I

- Tiết diện hình chữ I được dùng nhiều trong động cơ cao tốc và động cơ ôt tô, máykéo Loại này có độ cứng vững lớn, bố trí vật liệu hợp lý

- Để bôi trơn chốt pit tông bằng áp lực, ở một số động cơ, dọc theo thân thanh truyền

có khoan lỗ dẫn dầu

Hình 1.24 Thân thanh truyền

- Để tăng độ cứng vững và dễ khoan lỗ dẫn dầu, thân thanh truyên có gân trên suốtchiều dài Do gia công lỗ dầu khó, nhất là đối với thanh truyền dài, nên có khi người tagắn ống dẫn dầu ở phía ngoài thân thanh truyền.

bu lông Mặt cắt có thể cắt thẳng góc (hình 1.25a), chéo (hình 1.25b)

- Đầu to thanh truyền để nguyên mà không cắt đôi (hình 1.25c), có ưu điểm là cấu tạođơn giản nhưng phải dùng trục khuỷu ghép nên chỉ sử dụng ở một số động cơ có côngsuất nhỏ, ít xi lanh như động cơ mô tô, xe máy

Hình 1.25 Đầu to thanh truyền

2.3.5 Bạc lót thanh truyền

- Dùng để hạn chế sự mài mòn trực tiếp giữa cổ biên với đầu to thanh truyền, đồng thờităng tính kinh tế trong quá trình sửa chữa

Hình 1.26 : Bạc lót

- Bạc lót thường được chế tạo bằng thép tấm 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 đội thì bạc lót cũng cắt đôi, trên đường phân chia của hainửa bạc có mấu định vị được lắp vào chỗ phay trên hai phần của đầu to

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 ưư điểmthuận 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 vai cũngđược tráng hợp kim chịu mòn để hạn chế di chuyển dọc trục

2.3.6 Bu lông thanh truyền:

a Công dụng

- Bu lông thanh truyền là chi tiết ghép nối hai nửa đầu to thanh truyền

b Điều kiện làm việc

- Bu lông thanh truyền khi làm việc chịu tác dụng của các lực như: Lực xiết ban đầu,lực quán tính của nhóm pit tông - thanh truyền Các lực này luôn luôn thay đổi có tínhchu kỳ, nên bu lông thanh truyền cần phải có độ bền cao

c Vật liệu chế tạo

- Bu lông thanh truyền thường được chế tạo bằng thép hợp kim

Hình 1.27 Bu lông thanh truyền

Hình 1.28 Trục khuỷu liền

* Trục khuỷu ghép

- Trục khuỷu ghép (hình 1.29) là trục khuỷu mà các bộ phận như cổ trục, cổ biên và mákhuỷu được chế tạo rời rồi nối lại với nhau thành trục khuỷu Trục khuỷu ghép đượcdùng nhiều trong động cơ cỡ lớn và ở một số động cơ công suất nhỏ, ít xi lanh và đầu

to thanh truyền không cắt đôi

1 Cổ trục khuỷu 2,3 Đường dầu bôi trơn

4 Phần lắp bánh đà

5 Đuôi trục khuỷu

1- Đối trọng 2- Cổ trục Từ trái qua :

Hình 1.29 Trục khuỷu ghép

b Điều kiện làm việc

- Khi động cơ làm việc, trục khuỷu chịu tác dụng của lực khí thể, lực quán tính chuyểnđộng quay Các lực này rất phức tạp biến đổi theo chu kỳ gây ra dao động xoắn Vìvậy, trục khuỷu chịu uốn, xoắn và chịu mài mòn ở các cổ trục

2.4.1 Đầu trục khuỷu

- Đầu trục khuỷu thường lắp đai ốc khởi động để quay trục khuỷu khi cần thiết hoặc đểkhởi động cơ bằng tay quay Trên đầu trục khuỷu có then để lắp puly dẫn động quạtgió, máy phát điện bơm nước của hệ thống làm mát, đĩa giảm dao động xoắn (nếu có)

và lắp bánh răng trục khuỷu để dẫn động trục cam và các cơ cấu khác Ngoài ra, đầutrục khuỷu còn có cơ cấu hạn chế di chuyển dọc trục và tấm chặn để không cho dầunhờn lọt ra khỏi đầu trục

Then Puly

Đai ốc khởi động

Đầu trục

Bánh rang trục khuỷu

2.4.2 Cổ trục chính

- Cổ trục chính được đặt vào gối đỡ ở các te có và có bạc lót như ở đầu to thanh truyềnhoặc ổ bi Số cổ trục có thể nhiều hơn hay ít hơn số xi lanh động cơ

- Phần lớn các động cơ có đường kính các cổ trục bằng nhau Tuy nhiên, một số động

cơ cỡ lớn đường kính các cổ trục lớn dần từ đầu đến đuôi trục khuỷu

2.4.3 Chốt khuỷu (cổ biên)

- Chốt khuỷu là bộ phận để lắp với đầu to thanh truyền.Đường kính chốt khuỷu thườngnhỏ hơn đường kính cổ trục, nhưng cũng có những động cơ cao tốc, do lực quán tínhlớn nên đường kính chốt khuỷu có thể làm bằng đường kính cổ trục để tăng độ cứngvững Cũng như cổ trục, chốt khuỷu có thể làm rỗng để giảm trọng lượng trục khuỷu

và chứa dầu bôi trơn, đồng thời các khoang trống còn có tác dụng lọc dầu bôi trơn

Hình 1.31 Kết cấu dẫn dầu bôi trơn chốt khuỷu

- Đối trọng còn là nơi để khoan bớt khối lượng khi cân bằng hệ trục khuỷu

- Đối trọng có thể đúc liền với má khuỷu (hình 1.33 a), loại này thường dùng cho động

cơ cổ nhỏ như động cơ ôt ô, máy kéo hoặc để dễ chế tạo, đối trọng có thể làm rời vàbắt chặt vào má khuỷu bằng bu lông (hình 1.33b) Để giảm lực tác dụng lên bu lông,

đối trọng được lắp với má khuỷu bằng rãnh mang cá và được kẹp chặt bằng bu lông(hình 1.33c).

Hình 1.33 Các dạng đối trọng

2.4.6 Đuôi trục khuỷu:

-Hình 1.34 là kết cấu điển hình của đuôi trục khuỷu rất phổ biến ở động cơ ô tô, máykéo Theo kết cấu này, đuôi trục khuỷu có mặt bích để lắp bánh đà và được làm rỗng đểlắp ổ bi đỡ trục sơ cấp của hộp số Trên bề mặt ngõng trục có phớt chắn dầu, tiếp đó làren hồi dầu có chiều xoắn ngược với chiều quay của trục khuỷu để gạt dầu trở lại, sátvới cổ trục cuối cùng là đĩa chắn dầu

- Cấu tạo chung của bánh đà có dạng hình tròn, khối lượng tập trung nhiều ở vànhngoài Trên bánh đà thường có lỗ côn để lắp vào trục khuỷu và rãnh then định vị, códấu chỉ vị trí của pitông số một ở điểm chết trên (động cơ nhiều xi lanh), góc phun hayđánh lửa sớm

Theo kết cấu bánh đà được chia thành các loại sau:

- Bánh đà dạng vành có nan hoa (hình 1.35d) Để tăng mô men quán tính phần lớnkhối lượng của bánh đà dạng vành xa tâm quay và nối với moayơ kiểu nan hoa

Thông thường sau khi chế tạo, bánh đà và trục khuỷu được lắp ghép với nhau rồicân bằng động Giữa trục khuỷu và bánh đà đều có kết cấu định vị để đảm bảo vị trítương quan không thay đổi

3 Qui trình và yêu cầu kỹ thuật tháo, lắp bộ phận cố định và cơ cấu trục thanh truyền

khuỷu-3.1 Quy trình tháo, lắp

3.1.1 Qui trình tháo, lắp động cơ từ xe ô tô

a Quy trình tháo động cơ từ xe xuống

Xả hết, sạch sẽKhông làm hỏngđường ống dẫn nước

Nới đều và đối xứng.lấy bánh xe từ từ vànhẹ nhàng

6 Tháo trục lắp bánh

xe, tháo cản đỡ

phía dưới

Tuýp 19,14,17,cán tuýp,búa

Nới đều tránh trờnren Tháo trục lắp làmhỏng ổ bi

7 Tháo giắc điện ra

Khi tháo phải kê động

cơ không làm chođộng cơ nghiêng đổ,vỡ

b Quy trình lắp động cơ từ xe lên: Quy trình lắp ngược quy trình tháo

Chú ý: Tùy thuộc vào kiểu loại xe mà ta có các nội dung bổ sung cho phù hợp

3.1.2 Quy trình tháo, lắp chi tiết động cơ :

a Quy trình tháo rời động cơ

TT Nội dung công

việc

Dụng cụ Hình vẽ minh họa Yêu cầu kỹ thuật

1 Tháo các dây cao

áp

Thứ tự nổ máy Tránhđứt dây

2 Tháo bộ chia điện Tuýp 12,

tay vặn

Nới đều đối xứng từngoài vào trong Tránhlàm rơi Tránh làmchờn ren lỗ bu lông và

bu lông

3 Tháo cổ hút Tuýp 12,

tay vặn,cán nối

Nới đều đối xứng từngoài vào trong Tránhlàm biến dạng bề mặttiếp xúc và làm chờnren lỗ bu lông và bulông

ngoài vào trong

Tránh làm biến dạng

bề mặt tiếp xúc và làmhỏng ren

5 Tháo vòi phun Tuýp 12,

tay vặn

Đánh dấu thứ tự vòiphun Tránh làm rơivòi phun

6 Tháo nắp dàn cò Tuýp 30,

tay vặn

Nới đều đối xứng từngoài vào trong Tránhlàm chờn lỗ ren nắpmáy

7 Tháo puly trục

khuỷu

Tuýp 19,cẩu

Tránh làm hỏng puly

8 Tháo nắp bảo vệ

ngoài dây đai

ngoài vào trong Tránhlàm nứt nắp, chờn ren

9 Tháo con lăn

căng dây đai

làm biến dạng

10 Tháo dây đai Chiều lắp trước khi

tháo

11 Tháo bánh răng

đầu trục cam

tháo Chiều khi tháo

12 Tháo nắp chắn

đầu truc cam

Tránh làm vênh bề mặt13

Tháo ổ đỡ trục

cam hút

Tuýp 10,cán nối,tay vặn

Nới đều đối xứng từngoài vào trong Nớinhiều lần Làm dấuTránh làm rơi, biếndạng ổ đỡ, chờn ren

14

Tháo ổ đỡ trục

cam xả

Tuýp 10cán nối,tay vặn

Nới đều đối xứng từngoài vào trong Nớinhiều lần Làm dấu.Tránh làm rơi, biếndạng ổ đỡ, chờn ren

Tuýp 12hoa ,tayvặn

Nới đều đối xứng từngoài vào trong Nớinhiều lần Tránh làmtrầy xướt bề mặt tiếpxúc, chờn ren

17 Tháo cac te Tuýp 10,

Nới đều và đối xứng.Tránh hỏng bu lông vàlỗ

19 Tháo trục cân

bằng động cơ

Tránh chờn ren bulông và lỗ

20 Tháo cụm piston

thanh truyền

Tuýp 12,tay vặnThanhgỗ

Quay xuống dướiĐCD

Nới đều tháo đối xứngChiều của động cơTránh làm biến dạngđầu to thanh truyền

21 Tháo bánh răng

đầu trục khuỷu

Tuốc nuavít dẹp

Chú ý chiều tháo.Tránh làm biến dạngLàm hỏng chốt hãm

22 Tháo mặt bích

đầu trục khuỷu

Tránh chờn ren, vàhỏng phốt

23 Tháo mặt bích

đuôi trục khuỷu

Tránh hỏng ren, vàhỏng phốt

24 Tháo ổ đỡ trục

khuỷu

Tuýp 14,tay vặn,cán nối

Nới đều đối xứng từngoài vào trong Tháonhiều lần

Chiều lắp các ổ đỡ.Tránh hỏng ren bulông và lỗ bu lông

25 Lấy trục khuỷu

ra khỏi động cơ

Tránh trầy xướt các bềmặt

b Quy trình lắp động cơ ( Ngược với quy trình tháo)

* Chú ý: Khi lắp các bu lông phải lắp từ ngoài vào trong, đối xứng

Xiết đều lực và lên lực từ từ

3.2 Yêu cầu kỹ thuật:

Ngoài những yêu cầu kỹ thuật ở trên cần chú ý một số thao tác sau:

3.2.1 Quy trình tháo nắp máy:

- Nới các bu lôngkhoảng ¼ vòng từ haiđầu vào giữa và chéonhau

- Nới nhiều lần rồimới tháo ra

- Rửa sạch cỏc chi tiết

* Những cẩn trọng trong khi thỏo :

+ Không được tháo nắp máy ra khi động cơ còn đang nóngvì nắp máy làm bằng kim loại (gang hoặc hợp kim) có hệ sốgiãn nở lớn (đặc biệt với hợp kim nhẹ chẳng hạn nh ư hợp kimnhôm) khi nóng chúng sẽ giãn nở lúc đó khi tháo sẽ dẫn tớivênh nắp máy

+ Nếu nắp máy khó nhấc khỏi thân máy tuyệt đối không đ ược dùng tuốc nơvít hay bất kỳ dụng cụ khác cậy vào nắpmáy.Vì nh vậy sẽ làm hỏng đệm, gây xươc bề mặt của nắpmáy dẫn tới việc hở hơi, lọt nớc, lọt dầu

-+ Các chi tiết của nắp máy khi tháo ra phải để gọn gàng đểkhi lắp được nhanh chóng

Phải lắpđúng chiềucủa gioăngnắp máy.

máy nhẹnhàng vàothân độngcơ

ở đầu bulông trướckhi vặn

4 Siết cỏc bu

lụng

Tuýp nắpmỏy

- Siết theotrỡnh tự ởgiữa ra haiđầu và chộonhau

- Siết lạinhiều lần vàđỳng lực(30N.m)

- Siết bảođảm hai lần90º

4 Thực hành thỏo lắp bộ phận cố định và cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

4.1 Thực hành thỏo, lắp:

* Thực hành thỏo

Vệ sinh bên ngoài nắp máy và xung quanh chỗ tháo

+ Xả nước, xả dầu trong động cơ

+ Chuẩn bị dụng cụ tháo lắp gồm: khẩu, tuýp, tay nối, tay vặn,búa nhựa

+ Chuẩn bị các đồ đựng các chi tiết của nắp máy khi tháo ra như:bàn khay, giá treo đệm nắp máy

+ Kê kích động cơ chắc chắn trước khi tháo

+ Tháo các đầu dây cao áp (đối với động cơ xăng) và các đườngdẫn dầu (đối với động cơ Diêzel) ra khỏi nắp máy

+ Dùng dụng cụ chuyên dùng để tháo bugi hoặc vòi phun

+ Dùng khẩu, tay nối để tháo nắp đậy nắp máy

+ Tháo các bộ phận như cụm hút, cụm xả gắn trên nắp máy Quy

trình tháo từ hai bên vào giữa và tháo làm nhiều lần rồi mới tháohẳn ra.

* Thực hành lắp:

+ Vệ sinh nắp máy trước khi lắp

+ Chuẩn bị dụng cụ lắp : bao gồm khẩu, tay vặn, tay nối, tuýp +Lấy dẻ lau khô hoặc xịt khô nắp máy bằng khí nén

+ Bôi vào mỗi xi lanh một ít dầu bôi trơn trước khi lắp mục

đích là để khi động cơ mới khởi động bơm dầu ch a kịpphun dầu thì đã có dầu làm mát và bôi bôi trơn cho xi lanh.+ Bôi vào đệm nắp máy một lớp mỡ mỏng nếu bôi nhiều khixiết các bulông mỡ sẽ điền đầy vào các đường dần dầu bôitrơn, nước làm mát (tốt nhất là mỡ chì vì mỡ chì có khảnăng chịu nhiệt cao) bởi vì giữa nắp và thân máy còn cócác đường dẫn dầu, nước làm mát tránh hiện tượng chảy dầu,lọt nước ra xung quanh

4.2 Nhận dạng và phõn loại:

Nhận dạng, phõn loại cỏc chi tiết và so sỏnh cỏc chi tiết của cỏc động cơ khỏcnhau Cần chỳ ý cỏc kết cấu đặc biệt trong quỏ trỡnh thỏo lắp…

4.3 Kiểm tra hoat động của hợ̀ thống:

Sau khi lắp rỏp hoàn thiện cần kiểm tra tổng hợp một số nội dung sau:

- Quay động cơ để kiểm tra hoạt động của cỏc cụm chi tiết, hệ thống

- Đổ nước đầy kột làm mỏt và kiểm tra sự rũ rỉ

- Đổ dầu bụi trơn đỳng qui định và đề khụng nổ mỏy kiểm tra hoạt động của hệthống bụi trơn, làm mỏt

- Kiểm tra hệ thong cung cấp nhiện liệu và tiến hành nổ mỏy kiểm tra sự hoạt độngcủa động cơ, hiệu chỉnh động cơ

BÀI 2: BẢO DƯỠNG BỘ PHẬN CỐ ĐỊNH VÀ CƠ CẤU TRỤC KHUỶU

- Động cơ hoạt động ổn định, êm, không bị va đập trong khi hoạt động

- Không có hiện tượng rò nước, chảy dầu bôi trơn

- Bảo đảm công suất động cơ theo thiết kế, không bị giảm do mặt lắp ghép giữa nắpmáy và thân máy không kín

- Không có hiện tượng kích nổ do máy nóng, có nhiều muội than trong buồng cháy

2 Nội dung bảo dưỡng :

Bao gồm công việc vệ sinh, bảo quản, tổng kiểm tra tình trạng kỹ thuật chung củađộng cơ đảm bảo cho các bộ phận, cơ cấu làm việc an toàn và giữ hình dáng bên ngoàiđược sạch đẹp Vặn chặt, bôi trơn và điều chỉnh, kiểm tra chẩn đoán điều chỉnh Có tháo dỡmột số chi tiết bộ phận, cơ cấu ra khỏi động cơ để kiểm tra đo lường bằng các thiết bịchuyên dung Nếu hư hỏng phải khắc phục sửa chữa

2 1 Kiểm tra, vặn chặt các bulông, gu-dông:

- Trong quá trình sử dụng, dưới tác dụng của tải trọng nhiệt, áp suất lớn và rung giật,các bulông, gudông nắp máy, ống nạp, ống xả bị nới lỏng làm giảm độ kín buồng cháyhoặc cháy gioăng đệm, tràn nước vào buồng cháy…Ta phải thường xuyên kiểm tra,vặn chặt chúng :

- Khi vặn chặt các bulông (hoặc gudông) nắp máy, ống nạp, ống xả phải tuân theo chếtạo quy định nguyên tắc sau: giữa ra theo hình xoáy ốc

- Tùy theo vật liệu chế tạo nắp máy mà nhà chế tạo quy định vặn chặt lúc máy

nguội hoặc máy nóng

- Thông thường nắp máy là hợp kim nhôm thì vặn chặt lúc máy nguội, còn nắp máy làgang hợp kim thì vặn chặt lúc máy nguội hoặc nóng đều được

Chú ý : Mô men xiết đúng bu lông theo quy định

2.2 Kiểm tra làm kín :

- Kiểm tra bằng mắt thường : kiểm tra sự rò rỉ của hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn,

hệ thống cung cấp nhiên liệu diezel

-Kiểm tra mức dầu và khi cần thiết phải châm thêm dầu

-Kiểm tra mức dầu trong hệ thống nhiệu liệu diezel

-Kiểm tra nước trong hệ thống làm mát nếu thiếu châm thêm

-Xả cặn bẩn và nước ở bình lọc dầu, bình chứa khí nén, bầu lọc nhiên liệu và thùngchứa nhiên liệu

-Kiểm tra mức nhiên liệu trong bình và khi cần thiết phải đổ thêm

2.3 Kiểm tra áp suất cuối kỳ nén động cơ :

( Ứng dụng trên động cơ toyota Vios)

TT Nội dung công việc Dụng cụ Yêu cầu kỹ thuật

1 Cho động cơ hoạt động Nhiệt độ động cơ khoảng đạt

5 Lần lượt ấn đầu cao su

của thiết bị đo vào lỗ

bugi của

các xy lanh cần kiểm tra

Dồng hồ ápsuất

7 Quan sát sự ổn định của

kim đồng hồ

Đồng hồ đo ápsuất

giá trị áp suất cuối kỳ nén của

xy lanh cần kiểm tra là 16kg/cm2

- Nếu độ kín buồng cháy còntốt, kín thì áp suất kiểm trađược phải lớn hơn

80% áp suất cho phép [Pc

- Độ chênh lệch áp suất cuối

kỳ nén đo được giữa các xylanh phải nhỏ hơn 0,1 MPa

2.4 Làm sạch muội than :

- Trong bảo dưỡng kỹ thuật người ta có thể đốt cháy hoặc cạo sạch muội than:

+ Đốt cháy muội than (áp dụng khi động cơ đến chu kỳ thay dầu bôi trơn)

- Tháo bugi hoặc vòi phun đổ vào mỗi xy lanh khoảng (150÷250) cm³ hỗn hợp của80% dầu hỏa và 20% dầu bôi trơn động cơ, lắp bugi hoặc vòi phun lại, quay

trục khuỷu động cơ ít vòng để dung dịch ngấm lên các nơi của buồng cháy, rãnh xéc măng, xupáp…

-Ngâm từ (10÷12) giờ để làm mềm muội, sau đó cho máy nổ chừng (20÷30) phútmuội than sẽ bị đốt cháy Sau khi đốt cháy muội than bằng cách trên ta phải thay dầubôi trơn động cơ

+ Cạo sạch muội than

Sau khi ngâm mềm muội than dùng dụng cụ bằng gỗ, đồng, bán chải mềm để làm sạchmuội than đế xupáp, nếu không đảm bảo ta phải rà lại

Hình 2.1 Làm sạch rãnh xéc măng 2.5 Chẩn đoán hư hỏng

a Chẩn đoán theo kinh nghiệm : Theo cảm quan con người

- Nghe âm thanh con người cảm nhận được: vị trí, cường độ, tần số

- Cảm nhận từ màu sắc: Quan sát màu sắc khí xả:

*Động cơ điezen:

Nâu nhạt: Động cơ làm việc tốt, chay triệt để

Nâu sẫm chuyển sang đen: Thừa nhiên liệu

Dụng cụ làm sạch rãnh xéc măng

Xéc măng cũ

a) Làm sạch rãnh xéc măng

bằng dụng cụ chuyên dùng

b) Làm sạch rãnh xécmăng bằng xéc măng cũ