Bài giảng Kết cấu và tính toán động cơ - CĐ Công nghiệp và xây dựng

(NB) Nội dung Bài giảng Kết cấu và tính toán động cơ gồm 8 chương được trình bày như sau: Cấu trúc cơ bản và hoạt động của động cơ đốt trong; Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền; Cơ cấu phân phối khí; Hệ thống bôi trơn; Hệ thống làm mát; Các bộ phận phụ của động cơ;...

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP & XÂY DỰNG



BÀI GIẢNG HỌC PHẦN

KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ

Dùng cho hệ CĐ đào tạo theo tín chỉ

(Lưu hành nội bộ)

Nguyễn Văn Bản

Uông Bí, năm 2010

Lời nói đầu

Cuốn sách này chúng tôi biên soạn theo chương trình giảng dạy môn kết cấu và tính toán động cơ đốt trong dùng cho sinh viên Cao đẳng Công nghệ kỹ thuật ôtô trường Cao đẳng Công nghiệp và Xây dựng Nhằm giúp các em học sinh, sinh viên cùng các thầy cô giáo đang quan tâm tới lĩnh vực này học tập và nghiên cứu về kết cấu của động cơ đốt trong trên ôtô máy kéo.

Nội dung cuốn sách bao gồm 8 chương:

Chương 1: Cấu trúc cơ bản và hoạt động của động cơ đốt trong

Chương 2: Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

Chương 8 : Tính toán một số chi tiết của động cơ đốt trong

Trong quá trình biên soạn chúng tôi đã viết theo trình tự của mục tiêu chương trình đào tạo, tham khảo các giáo trình giảng dạy cho học sinh, sinh

các bạn bè đồng nghiệp đã có nhiều năm công tác trong ngành.

Tuy đã có nhiều cố gắng song việc biên soạn bài giảng không tránh khỏi thiếu sót chúng tôi rất mong được các thầy cô giáo cùng các đọc giả đóng góp ý kiến xây dựng để những bài giảng biên soạn lần sau có chất lượng tốt hơn.

Quảng Ninh năm 2010 Nhóm soạn giả

Mục lục

Chương 1: Cấu trúc cơ bản và hoạt động của động cơ ôtô 1

1.2 Cấu tạo và hoạt động của động cơ diêsel 4 kỳ 3

3.2 Bố trí xupap, trục cam và dẫn động trục cam 37

4.3 Hệ thống nhiên liệu diesel

4.3.1 Hệ thống nhiên liệu với bơm cao áp loại dãy 584.3.2 Hệ thống nhiên liệu với bơm cao áp loại VE 60

4.3.4 Hệ thống nhiên liệu với ống phân phối (CRS-i) : 664.3.5 Hệ thống nhiên liệu với bơm-vòi phun kết hợp 66

Cấu tạo cơ bản của động cơ gồm:

1 Bộ hơi : Xilanh, cụm pittông (pittông, các xéc măng, chốt pittông), nắp máy

2 Bộ phận chuyển đổi chuyển động và dự trữ năng lượng : Tay biên(thanh truyền), trục khuỷu, bánh đà

3 Hệ thống phối khí : Cụm xuppap hút và xả (xuppap, lò xo, các mónghãm, cốc xuppap), trục cam, dẫn động cam (các bánh đai răng hoặc xích, dây đaihoặc xích, cơ cấu căng đai hoặc xích, cơ cấu điều khiển pha phối khí hoặc hànhtrình xup pap (nếu có)

4 Hệ thống bôi trơn : Cacte dầu, bơm dầu, lọc dầu, tuyến dầu, két làm mát dầu

5 Hệ thống làm mát: Két nước, bơm nước, áo nước, van hằng nhiệt, cút và ống

6 Hệ thống nhiên liệu : Hệ thống nhiên liệu chế hoà khí hoặc Phun xănghoặc Phun dầu diesel

7 Hệ thống điện động cơ : hệ thống khởi động (Đề), hệ thống cung cấp

điện, hệ thống đánh lửa (đối với động cơ xăng), hệ thống điều khiển nhiên liệubằng điện tử

Cấu tạo của động cơ có thể chia thành bảy mục trên tuy nhiên có thể chiaphần cấu tạo động cơ theo một nguyên tắc khác : Bộ hơi (1), bộ phận chuyển đổichuyển động và dự trữ năng lượng (2) được ghép chung thành cơ cấu sinh lực- nơisinh ra lực (Mômen hay công cơ học) để cấp cho các cơ cấu công tác ghép nối với

động cơ hoặc cho hệ thống truyền lực của ôtô để tạo ra chuyển động của ôtô

Hoạt động cơ bản của động cơ xăng 4 kỳ :

Như đã được trình bày trong môn lý thuyết động cơ, có thể được tóm tắt như sau:

- Kỳ nổ ( cháy-giãn nở-sinh công) bắt đầu từ thời điểm bugi đánh lửa ( trước

ĐCT) của trục khuỷu một góc  s Hoà khí bén lửa, cháy và đạt áp suất cao sau

ĐCT vài độ ( tính theo góc quay trục khuỷu) áp suất khí cháy tạo lực đẩy (sinhcông) đẩy pistonxuống rồi thông qua cơ cấu trục khuỷu-thanh truyền chuyển

động tịnh tiến của pistonđược chuyển đổi thành chuyển động quay của trụckhuỷu và bánh đà

- Kỳ xả được tính từ khi xupáp xả mở (sớm hơn ĐCD một góc được gọi là góc

mở sớm của xupáp xả), 40% khí cháy tự thoát ra Kỳ xả thực sự bắt đầu khipistontừ ĐCD tiến về ĐCT, gần 60% khí cháy còn lại được đẩy ra ống xả tronggiai đoạn này

Hình 1.3 Pha phối khí của động cơ xăng 4 kỳ

Để có thời điểm đóng mở các xupáp đúng cho chu trình làm việc nổ-xả của động cơ nêu trên, trong kết cấu động cơ phải có cơ cấu dẫn động trụccam Cơ cấu này tạo ra mối quan hệ giữa góc quay trục khuỷu và vị trí trục cam.Như vậy, trục cam có thể được dẫn động thông qua truyền động bánh răng,truyền xích hoặc truyền dây đai răng

e Dẫn động cam đơn bằng đai răng ( dẫn động thêm các thiết bị khác)

1.2 Cấu trúc và hoạt động cơ bản của động cơ diesel ( máy dầu )

Cấu trúc của động cơ diesel 4 kỳ cũng có những cụm cơ bản tương tự như

ở động cơ xăng, chỉ khác nhau ở một số điểm được diễn giải dưới đây

Hình 1.5 Cấu trúc cơ bản và các kỳ làm việc của động cơ diesel.

4- Buồng cháy

Không giống như động cơ xăng, động cơ diesel không có hệ thống đánhlửa Thay vào đó, nhiên liệu được nén với áp suất cao phun vào không khí có áp

suất và nhiệt độ cao nhằm làm cho nhiên liệu tự bốc cháy.

- Kỳ nổ : Khi pistongần hoàn tất hành

trình đi lên, vòi phun sẽ phun nhiên liệu

dưới áp suất cao vào không khí đã đạt

đến áp suất và nhiệt độ cao ở cuối quá

trình nén Nhiệt độ cao của không khí

làm cho nhiên liệu tự bốc cháy, kết quả

gây lên cháy và nổ Lực của sự cháy này

sẽ đẩy pistonđi xuống và làm quay trục

khuỷu

- Kỳ xả : Xupáp xả mở ra khi piston

hoàn tất hành trình đi xuống ( kỳ nổ)

Sau đó hành trình đi lên tiếp theo của

piston sẽ làm khí xả, sản phẩm của quá

trình cháy, bị đẩy ra khỏi xilanh

Sự khác biệt giữa động cơ xăng và động cơ diesel :

Ngoài sự khác nhau về loại nhiên liệu mà động cơ sử dụng, động cơ xăng và

động cơ diese còn sử dụng những cơ cấu khác nhau :

- Buồng cháy : Động cơ diesel không được trang bị hệ thống đánh lửa có bugi.Thay vào đó, nhiệt sinh ra trong quá trình nén sẽ làm cho nhiên liệu tự bốc cháy.Vì vậy tỷ số nén được đặt cao hơn

- Hệ thống sấy sơ bộ : Để hỗ trợ cho khả năng khởi động của động cơ, động cơdiesel có hệ thống sấy sơ bộ sử dụng bugi sấy để sấy nóng khí nạp

- Hệ thống nhiên liệu : Động cơ diesel có một bơm nhiên liệu và các vòi phun

để phun nhiên liệu vào trong buồng cháy ở áp suất cao

- Kỳ hút : Xupáp xả đóng và xupáp

nạp mở, pittông đi xuống chỉ hút

không khí vào trong xilanh qua xupáp

nạp

- Kỳ nén : Khi piston hoàn tất hành

trình đi xuống, xupáp nạp đóng lại Với

hành trình đi lên của pittông, không khí

trong xilanh bị nén mạnh và đạt nhiệt độ

cao Tỷ số nén của động cơ diesel  =

15 đến 23, nhiệt độ buồng cháy từ

500-8000 C

1.3 động cơ nhiều xilanh (máy):

Phần trên giới thiệu về cấu trúc và hoạt động của một xilanh trong động cơ

Động cơ ôtô thường có ít nhất từ 3 xilanh trở lên và có thể được bố trí theo nhiềuquy luật khác nhau Dưới đây là một số cách bố trí xilanh trong một động cơnhiều xilanh

- Loại xilanh thẳng hàng : Đây là loại thông dụng nhất, với loại này các

- Loại xilanh đối đỉnh nằm ngang : Các xilanh được bố trí đối diện nhau

theo chiều ngang, với trục khuỷu nằm giữa Mặc dù bề ngang của động cơ trở lênlớn hơn, nhưng chiều cao của nó lại giảm đi

- Loại xilanh chữ V : Các xilanh được bố trí thành chữ V Động cơ được

rút ngắn lại so với loại thẳng hàng nếu có cùng số xilanh

Để có cách bố trí xilanh khác nhau, thì ở trục khuỷu các cổ khuỷu phải

được bố trí theo những quy luật khác nhau như trên hình 1.9 Từ cách bố trí đó,các động cơ sẽ có thứ tự nổ khác nhau

Hình 1.9 Cách bố trí trục khuỷu và thứ tự nổ của một số loại động cơ :

1- Bốn xilanh thẳng hàng : 1-2-4-3

2- Sáu xilanh thẳng hàng : 1-5-3-6-2-4

3- Sáu xilanh chữ V : 1-2-3-4-5-6

4- Tám xilanh chữ V : 1-8-4-3-6-5-7-2

bố trí các đường nạp, đường thải, đường nước làm mát, đường dầu bôi trơn … do

đó kết cấu của nắp xilanh rất phức tạp

2.1.2 Điều kiện làm việc

Điều kiện làm việc của nắp xilanh rất khắc nghiệt như nhiệt độ rất cao, ápsuât khí thể rất lớn và bị ăn mòn hoá học bởi các chất ăn mòn trong sản phẩm cháy

2.1.3.Vật liệu chế tạo

Nắp xilanh động cơ diesel làm mát bằng nước đều đúc bằng gang hợp kim,dùng khuôn cát còn nắp xilanh của động cơ làm mát bằng gió thường chế tạobằng hợp kim nhôm dùng phương pháp đúc hoặc phương pháp rèn dập (ví dụ,nắp xilanh động cơ máy bay)

Nắp xilanh động cơ xăng thường dùng hợp kim nhôm, có ưu điểm là nhẹ,tản nhiệt tốt, giảm được khả năng kích nổ Tuy nhiên, sức bền cơ và nhiệt thấphơn so với nắp xilanh bằng gang

2.1.4 Kết cấu

Nắp xilanhlà một trong những chi tiết cú kết cấu phức tạp nhất Vỡ trờnnắp xilanh cú rất nhều bộ phận và cơ cấu được bố trớ như: đường nạp, đườngthải, đường nước làm mỏt, đường dầu bụi trơn, vũi phun, buồng đốt, dàn đũngỏnh, vv

Điều kiện làm việc của nắp xilanh rất khắc nghiệt: chịu ứng suất nhiệt lớn,nhiệt độ cà ỏp suất cao, biến dạng khi lắp ghộp và làm việc Vỡ vậy , cũng như thõnmỏy, việc tớnh sức bờn nắp xilanhrất khú khăn và mang nhiều giả thiết gần đỳng

Khi thiết kế, người ta thường chỳ ý đến đảm bảo tớnh cụng nghệ đỳc vàphõn bố kim loại đồng đều, trỏnh ứng suất tập trung Đồng thời cũng đảm bảolắp ghộp đơn giản, đủ độ cứng vững cần thiết

Nắp xilanh của đụng cơ làm mỏt bằng nước, nhất là động cơ Diedel,thường đỳc bằng gang xỏm hợp kim Nắp xilanhcủa động cơ xăng dựng cho ôtô,thường đỳc bằng nhụm hợp kim Nắp xilanhcủa động cơ làm mỏt bằng giú đỳcbằng nhụm hợp kim

Núi chung, nắp xilanh của động cơ làm mỏt bằng nước phõn loại theo kếtcấu lớp kim loại, cú thể chia làm hai loại chớnh: Nắp xilanh 2 lớp vỏch và nắpxilanh 4 lớp vỏch

2.1.4.1 Nắp xilanh hai lớp vỏch

Đặc điểm kết cấu của loại nắp xilanh này là trờn tiết diện cắt ngang, nắpchỉ cú mặt núng là mặt tiếp xỳc với khớ chỏy và một mặt lạnh liờn kết với nhaubằng cỏc vỏch Nắp xilanh loại này cú kết cấu đơn giản

2.1.1.2 Nắp xilanh bốn lớp vách

Đặc điểm kết cấu của loại nắp xilanhnày là: trên nắp có bố trí đường thải,đường nạp, buồng cháy (đối với động cơ Diedel có buồng cháy phụ), … Vì vậy,tiết diện ngang của nắp xilanh ít nhất cũng có 4 lớp vách

Tùy theo kiểu loại động cơ, mà

người ta lựa chọn kết cấu khác nhau

Ví dụ: vị trí đường nạp, đường xả ở

cùng một phía hoặc khác phía Buồng

cháy phụ kết cấu phức tạp hơn buồng

cháy thống nhất, nhưng vòi phun có

thể bố trí nghiêng về một bên Trong

khi đó,vòi phun của buồng cháy thống

nhất bắt buộc phải bố trí ở giữa nắp

xilanh, trùng với đường tâm xilanh

Vị trí các lỗ nước cũng tùy thuộc vào

cách điều khiển dòng nước làm mát,

thường ưu tiên cho vùng nhiệt độ cao

như buồng ch¸y hay đế xupapxả Các

gu giông nắp máy cũng xuyên qua các

khối trụ trên nắp máy và được bố trí

đều quanh đường chu vi xilanh

từ đồng, amiang, chất dẻo, cao su, hoặc vật liệu tổng hợp khác

Nắp có dạng hình hộp, không có

đường nạp, đường thải, chỉ có khoang chứa

nước làm mát Mặt nóng tạo thành buồng

cháy Vị trí lắp bu gi đánh lửa tùy thuộc

vào quan điểm thiết kế: đặt phía trên xupap

nạp hay dịch về phía xupap thải, Các lỗ lắp

gu giông quy nát đều xuyên qua các khối

trụ, trên mặt nắp xilanh

Hình 2.1

2.1.4.3 Nắp của động cơ làm mỏt bằng giú

Đặc điểm của cỏc

nắp xilanh này là cú cỏc

cỏnh tản nhiệt thay cho

khoang chứa nước, vỡ

vậy kết cấu rất phức tạp

Cỏc cỏnh tản nhiệt

tạo thành cỏc khoang

thụng giú Bố trớ thuận

lợi dũng chảy của giú để

tạo phõn bố nhiệt độ

Trong động cơ đốt trong, thân máy là chi tiết có kích thước và khối lượnglớn nhất Đối với động cơ ô tô, máy kéo, môtô xe máy, tỉ lệ đó là 30 đến 60%còn đối với động cơ đầu máy xe lửa, tầu thuỷ và các máy tĩnh tại là 50 đến 70%khối lượng toàn bộ động cơ Thân máy chế tạo theo phương pháp hàn, tỉ lệ đó là

20 đến 25%

2.2.2.Điều kiện làm việc

Thân máy làm việc trong điều kiện chịu lực khí thể rất lớn, lực đó truyềncho thân máy theo nhiều kiểu khác nhau, nên kiểu chịu lực của thân máy phụthuộc vào kết cấu của thân máy Thân máy còn làm giá đỡ cho trục khuỷu, trụccam, có các đường nước làm mát nên chịu rung dật, mài mòn, ứng suất nhiệtkhông đồng đều v.v

Kết cấu thân máy phụ thuộc lớn vào kiểu làm mát động cơ Nếu động cơlàm mát bằng gió, thì thân máy còn có các cánh tản nhiệt.

2.2.5 Phân loại thân máy

Thân máy được chia làm hai loại chính là thân máy liền hộp trục khuỷu,

và thân máy rời Trªn «t«, m¸y kÐo chñ yÕu dïng th©n m¸y liÒn hép trôc khuûu

Loại thân xilanh–hộp trục khuỷu có 3 kiểu chịu lực sau đây:

Thân xilanh chịu lực

Hinh 2.4 Th©n m¸y kiÓu th©n xilanh – hép trôc khuûu

1.Th©n xilanh, 2 Hép trôc khuûu

Loại này vỏ thân được đúc liền với xilanh Vì vậy, khi lực khí thể tácdụng lên nắp xilanh, truyền qua các gu giông nắp xilanhlàm cho toàn bộ thân vàxilanh đều chịu kéo Loại thân máy kiểu này thường dùng cho các loại động cơxăng công suất nhỉ và trung bình Nó có ưu điểm là có độ cứng vững cao, baokín tốt (vì xilanh được chế tạo liền với thân máy), nhưng tính công nghệ đúckém và lãng phí vật liệu

Gu giông chịu lực

Loại thân máy này, có dùng các bu lông rất dài để liên kết các phần lại.Khi lực khí thể tác dụng lên nắp xilanh, thì chỉ có các gu giông chịu lựckéo còn thân máy không chịu lực này Loại thân máy này thường dùng cho động

cơ Diedel công suất lớn

H×nh 2.5 Th©n m¸y rêi

1.Hộp trụ khuỷu; 2 thân xilanh; 3 nắp xilanh; 4.gu giông nắp máy

5 gugiông thân máy, 6.lỗ lắp trục cam , 7.gu giông toàn bộ; 8 đế máy

Hình 2.6 Thân máy động cơ làm mát bằng gió 1.hộp trục khuỷu, 2.thân xilanh 3.nắp xilanh 4.gugiông, 5.lót xilanh

2.3 Đệm nắp xilanh (Gioăng nắp xilanh)

Gioăng nắp xilanh cũn được gọi là gioăng nắp quy nỏt, dựng để bao kớn,trỏnh lọt khớ và chảy nước ở mặt lắp ghộp nắp xilanhvới thõn mỏy

Gioăng nắp xilanh cần cú độ đàn hồi, để dễ làm kớn mặt lắp ghộp Kết cấucủa gioăng phụ thuộc vào kết cấu của nắp xilanh

Núi chung ở động cơ xăng, thường dựng gioăng nắp xilanh tấm amiangbọc đồng lỏ, hoặc tấm amiang cú viền mộp lỗ bằng đồng hoặc bằng thộp Động

cơ Diedel, ngoài dựng cỏc loại gioăng làm bằng tấm amiang bọc đồng hoặc thộp

ra, cũn dựng cỏc loại gioăng đồng dạng vũng, mỗi xilanh chỉ cần một vũng kếthợp với gioăng cao su bao quanh lỗ nước

Loại gioăng thộp, đồng, nhụm, thường dập cỏc gờ rónh nổi viền quanh lỗnước và lỗ xilanh, để khi xiết gu giụng quy nỏt thỡ cỏc gờ rónh đú biến dạng làmkớn lỗ nước và lỗ xilanh

Hình 2.7 Đệm nắp xilanh

2.4 Xilanh(lút xilanh, sơ mi)

Trong động cơ đốt trong, xilanhcú thể dỳc liền với thõn mỏy, mà khụngcần lút xilanh Tuy nhờn để cải thiện cụng nghệ đỳc thõn và kộo dài tuổi thọ của

thõn mỏy, người ta cần dựng lút xilanh (gọi tắt chung là xilanh)

2.4.1 Nhiệm vụ

Xilanh là chi tiết máy dạng hình ống được nắp vào thân máy nhằm mục

đích kéo dài tuổi thọ của thân máy Xilanh nằm trong thân máy làm giá đỡ dẫnhướng chuyển động của piston, kết hợp với nắp máy và piston tạo thành buồng

đốt

2.4.2 Điều kiện làm việc

Xilanh làm việc trong điều kiện khắc nhiệt chịu áp suất và nhiệt độ cao,chịu

Hình 2.8.các loại xilanh

a thân xilanh; bvà c.lót xilanh khô; d lót xilanh ướt

mài mòn lớn do piston di chuyển trong xilanh với chế độ bôi trơn khó khăn,thường xuyên tiếp xúc với các chất ăn mòn (sản phẩm của khí thải)

2.4.3 Vật liệu chế tạo

Xilanh thường chế tạo bằng gang hợp kim, để nâng cao tính chịu mònngười ta mạ lên mặt gương xilanh một lớp crôm xốp chiều dầy khoảng 0,05-0,25 mm

2.4.4 Kết cấu

Kết cấu xilanh chia làm hai loại chớnh: xilanh khụ và xilanh ướt Dự là loạixilanh nào thỡ cũng phải đảm bảo cỏc yờu cầu cơ bản như sau:

1, cú đủ sức bền để chịu ỏp suất lớn của khớ chỏy

2, Chịu mũn tốt trong điều kiện nhiệt độ cao

dễ dàng Hiện nay kiểu xilanh ướt được dựng phổ biến

Ưu điểm của lanh ướt là:

1, Do trực tiếp tiếp xỳc với nước làm mỏt, nờn đảm bảo quỏ trỡnh truyềndẫn nhiệt tốt

2, cải thiện cụng nghệ đỳc thõn mỏy, tiết kiệm nguyờn vật liệu quý vàthay thế dễ dàng khi xilanh bị hỏng

3, Gia cụng xilanh đơn giản

Tuy nhiờn loại xilanh này cũng tồn tại một số nhược điểm sau:

1, Khú bao kớn, dễ bị dũ nước và lọt khớ Nước bị dũ xuống cỏc te làmhỏng dầu bụi trơn

2, Độ cứng vững kộm, dễ bị biến dạng khi chịu lực lớn

Khi lắp xilanh ướt vào thõn mỏy, tựy theo kiểu loại mà phần vai tựa vàphần mặt trụ định vị bố trớ ở vị trớ khỏc nhau, loại thể hiện ở hỡnh (a), là loạithường gặp nhất Ở loại này, để đảm bảo bao kớn, mặt xilanh thường nhụ caohơn thõn mỏy khoảng ( 0 , 05  0 , 15 )mm, phớa dưới xilanh cú lắp cỏc gioăng nước(trũn hoặc dẹt, một hoặc nhiều) Trong đú kiểu gioăng nước trũn được dựng phổbiến Tiết diện gioăng thường nằm trong rónh chiếm 95 0  98 0 Rónh lắpgioăng cú thể được chế tạo trờn xilanh hoặc ở thõn mỏy.

Cỏc kiểu gioăng đặc biệt, như dựng nhiều gioăng cú tiết diện khỏc nhau,dựng nhiều gioăng dẹt kết hợp với vành thộp rồi dựng đai ốc xiết chặt, hay kiểugioăng bao kớn của động cơ Diedel hai kỳ, đều được dựng tựy theo thuộc tớnhcủa nắp xilanh

2.4.4.2 Xilanh khô

Được làm bằng vật liệu kỹ thuật cao được ép vào lỗ xilanh Sau khi ép có

gò nhô lên để khi lắp với đệm lắp máy sẽ kín khít hơn phương pháp này khônglãng phí vật liệu, thân máy có độ cứng vững cao, nhưng truyền nhiệt ra môitrường làm mát khó khăn hơn Để tiết kiệm vật liệu hơn nữa , một số động cơ chỉ

có lót xilanh ở phần trên (buồng cháy), là nơi xilanh mòn nhiều nhất do nhiệt độ,

áp suất cao, bôi trơn khó khăn và ăn mòn hoá học do khí cháy

2.5 Các te

Được lắp với thân máy có đệm làm kín, các te dùng để chứa dầu bôi trơn

và làm kín hộp trục khuỷu Đáy các te thường được đúc bằng hợp kim nhômhoặc dập bằng tôn Dưới đáy có lắp rốn xả dầu băng bulông trên bulông có namchâm vĩnh cửu để thu các mạt kim loại Khi tháo lắp các te lưu ý tháo và lắp theotrình tự kỹ thuật để tránh cong vênh các te

2.6 Piston

2.6.1 Nhiệm vụ

Vai trò chủ yếu của piston là cùng với các chi tiết khác như xilanh, nắpxilanh bao kín tạo thành buồng cháy, đồng thời truyền lực của khí thể cho thanhtruyền cũng như nhận lực từ thanh truyền để nén khí Ngoài ra còn ở một số

động cơ 2 kỳ, piston còn có nhiện vụ đóng mở các cửa nạp và thải của cơ cấuphối khí

2.6.2 Điều kiện làm việc

Piston là một chi tiết mỏy quan trọng của động cơ Trong quỏ trỡnh làmviệc piston chịu tải trọng cơ học và tải trọng nhiệt lớn, ảnh hưởng xấu đến độbờn và tuổi thọ của piston

1 Tải trọng cơ học:

Do lực khớ thể và lực quỏn tớnh gõy nờn Lực khớ thể cú trị số lớn (10 – 12Mpa hoặc cao hơn) và biến thiờn đột ngột, lực quỏn tớnh cũng cú trị số lớn (2 – 3Mpa) biến thiờn theo chu kỳ, hợp lực khớ thể và lực quỏn tớnh gõy nờn va đập dữdội, làm cho piston biến dạng và đụi khi phỏ hỏng piston

3 Ma sỏt và ăn mũn húa học

Trong quỏ trỡnh làm việc, bề mặt thõn piston chịu lực ma sỏt lớn, bụi trơnkộm Đỉnh piston bị ăn mũn húa họcdo cỏc thành phần A- xớt sinh rs trong quỏtrỡnh chỏy và dón nở

Hình 2.9 Lực tác động lên xilanh và hiện tượng mòn của xilanh

Do điều kiện làm việc của piston như trờn, nờn khi tjieets kế piston cần đảm bảocỏc điều kiện kỹ thuật sau đõy:

1, Piston cựng với nắp xilanhtạo thành dạng buồng đốt tối ưu, bao kớn tốt

2, Tản nhiệt tụtd đẻ trỏnh kớch nổ cho động cơ

3, Cú độ bền cao và cú khối lượng nhỏ

2.6.3 Vật liệu chế tạo piston

Do điều kiện làm việc của piston rất khú khăn, nờn vật liệu chế tạo phảiđảm bảo tớnh năng cơ lý sau:

1, Cú độ bờn nhiệt cao, sức bền lớn

2, Khối lượng riờng nhỏ

Cỏc loại gang hợp kim này cú khỏ nhiều ưu điểm:

+ Sức bền cơ học cao, độ bền nhiệt lớn (B  320MN/m2 ;H  520MN/m2;đến 400oC, sức bền chỉ giảm 18%)

+ Hệ số dón dài nhỏ ( = 11 – 12.10-6)

+ Tớnh cụng nghệ đỳc và gia cụng cơ khớ tốt

+ Rẻ tiền

Nhưng loại vật liệu này cú những nhược điểm như sau:

+ Khối lượng riờng lớn (  7  8kg/dm3)

trọng nhiệt lớn không sử dụng vật liệu trên để chế tạo piston.

2 Nhôm hợp kim

Ngày nay hợp kim nhôm sau cùng tinh (có thành phần Si vượt quá 12%)được dùng rất phổ biến để chế tạo piston của động cơ cao tốc

Loại hợp kim này có các ưu điểm sau:

+ Khối lượng riêng nhỏ (  1 , 82  2 , 97kg /.dm3)

+ Hệ số dẫn nhiệt lớn (  126  175w/m o C)

+ Tính công nghệ đúc và gia công cơ khí rất tốt>

Nhược điểm của hợp kim nhôm:

Đỉnh Piston có nhiều dạng, chủ yếu phụ thuộc vào kiểu loại buồng cháy,

và kiểu loại động cơ

Khi thiết kế đỉnh piston phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Có hình dạng thích hợp, tạo hỗn hợp khí tốt (tạo xoáy lốc, phân bố khínạp, hợp với dạng chùm tia phun, có chỉ tiêu kinh tế cao)

+ Có tỷ số F/V nhỏ để giảm tổn thất nhiệt

H×nh 2.10 KÕt cÊu piston

+ Tản nhiệt tốt (có bán kính lượn lớn, hoặc có gân tản nhiệt)

+ Tránh va đập với xupap và vòi phun khi piston ở điểm chết trên

Như vậy ta có thể thấy rằng đỉnh piston của động cơ xăng có kết cấu đơngiản và nhẹ hơn nhiều so với động cơ Diedel có buồng cháy trên đỉnh piston

khí cháy sinh ra Vì vậy phải truyền dẫn phần lớn nhiệt lượng này qua măng, qua vách xilanh rồi truyền qua dung dịch làm mát Một phần nhỏ nhiệtlượng khác được truyền qua dầu bôi trơn.

xéc-Nếu không giải quyết tốt vấn đề này, piston rất dễ bị bó trong xilanh, gâynên hậu quả nghiêm trọng cho động cơ

Các biện pháp thường dùng để giải quyết vấn đề truyền dẫn nhiệt là:

+ Chọn bán kính góc lượn tiếp giáp giữa phần đỉnh và phần đầu có trị sốthích hợp

+ Bố trí các gân tản nhiệt ở phần phía dưới đỉnh

và xéc măng tại vùng lọt khí

Nói chung số lượng xéc măng khí càng nhiều thì việc bao kín càng tốt,khi đó thì tổn hao do ma sát cũng sẽ tăng cao theo, khối lượng piston cũng lớntheo vì phần đầu piston phải dài thêm Vì vậy lựa chọn số lượng xéc măng (sốrãnh xéc măng trên piston) thường căn cứ vào tính năng, tốc độ của động cơ,đường kính xilanh, áp suất khí cháy Nếu tốc độ của động cơ càng thấp, đườngkính xilanh càng lớn, áp suất khí cháy càng cao, thì số lượng xéc măng khí cànglớn Số lượng xéc măng khí của động cơ tốc tốc độ cao thương từ 1 đến 3, cònđộng cơ tốc độ thấp thường từ 5 đến 7

Khe hở phần đầu thường được chọn theo kinh nghiệm để tránh bó kẹtpiston Theo kinh nghiệm, đối với động cơ có đường kính xilanh nhỏ hơn150mm, khe hở được chọn như sau:

+ Khe hở phần đầu: D  ( 0 , 5  0 , 6 )mm

+ Khe hở vùng đai xéc măng: Dxm  ( 0 , 05  0 , 15 )mm

+ Khe hở giữa xéc măng và rãnh xéc măng

- Đối với xéc măng thứ nhất: )h

40

1 20

1





Trong đó h – là chiều cao của xéc măng

Rãnh xéc măng thường khoét sâu hơn chiều dày của xéc măng để tạo khe

Thân piston là phần dẫn hướng và chịu lực ngang N, chiều dài phần thânpiston tính từ xéc măng cuối cùng phía trên bệ chốt đến chân piston Độ dài củaphần thân piston phụ thuộc vào độ lớn của lực ngang N Thân càng dài thì ápsuất tiếp xúc giảm, nhưng khối lượng của piston tăng Trong động cơ tốc độ caothì thân piston ngắn.

Tỷ số chiều dài thân piston với đường kính xy lanh của các loại động cơ

có trị số như sau:

Đối với động cơ cao tốc:

7 , 0 5 ,

Vị trí của lỗ bệ chốt piston thường đặt cao hơn tâm của phần thân, để ápsuất do lực N và do lực ma sát sinh ra phân bố đều hơn Vị trí lỗ bệ chốt piston,thường chọn theo công thức kinh nghiệm:

) 7 , 0 6 , 0

Dể khắc phục hiện tượng bố piston, các nhà thiết kế thường dung các biệnpháp sau đây

1, Chế tạo piston có dạng mặt cắt ngang hình ô van, mà trục ngắn củahình ô van trùng phương với đường trục của chốt

2, Tiện vát hoặc đúc lõm hai đầu bệ chốt

3, Giảm độ cứng vững của thân bằng các rãnh đàn hồi hình chữ T, chữ 

trên phần thân, mà các rãnh ngang được xẻ bên trong rãnh xéc măng dầu Biệnpháp này thường dùng cho động cơ xăng Khi xẻ rãnh đàn hồi, khe hở giữa thânpiston và xilanh có thể để nhỏ mà không sợ bó Do đó cải thiện được điều kiệntruyền nhiệt, nên trạng thái nhiệt độ của piston giảm đáng kể

4, Đúc phần bệ chốt gắn lên tấm hợp kim có hệ số dãn nở thấp (ví dụ hợpkim Invar, có thành phần30  38o o Ni, 0  8o0Cr,còn lại là Fe, có hệ số dãn nở

 ) để khống chế độ dãn nở của thân piston

Ngoài các biện pháp thường dùng trên, còn có biện pháp thiết kế thânpiston có đường kính thay đổi theo thay đổi của trường nhiệt độ Trong trườnghợp này thì thân piston có dạng hình côn hoặc nhiều bậc

2.7 Xéc măng

2.7.1 Nhiệm vụ

Như đã trình bày ở phần đầu piston, xecmăng khí làm nhiệm vụ bao kíntránh lọt khí còn xec măng dầu ngăn dầu bôi trơn từ hộp trục khuỷu sục lênbuồng cháy

2.7.2 Điều kiện làm việc của xộc măng

Xộc măng làm việc trong điều kiện khắc nghiệt nhất: nhiệt độ cao, va đập

và mài mũn lớn, bụi trơn khú khăn

a Trạng thỏi nhiệt

Trong quỏ trỡnh làm việc, xộc măng trực tiếp tiếp xỳc với khớ chỏy cúnhiệt độ cao Mặt khỏc bản thõn xộc măng lại đúng vai trũ cầu truyền nhiệt từđầu piston tới thành xilanh Ngoài ra, ma sỏt giữa Xộc măng và xilanh cũngphỏt sinh ra nhiệt Vỡ vậy trạng thỏi nhiệt của Xộc măng thường rất cao:

c Trạng thỏi mài mũn

Do Xộc măng làm việc trong điều kiện ma sỏt nửa khụ, ỏp suất tiếp xỳckhỏ lớn (nhất là xộc măng dầu), nờn măt lưng Xộc măng bị mũn rất nhanh.Cụng ma sỏt do Xộc măng tạo ra chiếm tới 50 đến 60% cụng tổn thất cơ giớicủa động cơ

2.7.3 Vật liệu chế tạo xộc măng

Do điều kiện làm việc của xộc măng rất khắc nghiệt, nờn vật liệu chế tạoXộc măng phải cú cỏc tớnh chất cơ lý sau đõy:

+ Chịu mài mũn tốt trong điều kiện ma sỏt nửa khụ, hệ số ma sỏt nhỏ.+ Cú độ bền và độ đàn hồi cao, độ bền nhiệt cao

+ Cú thể rà khớt với mặt gương xilanh

Ngày nay hầu hết cỏc quốc gia đều sử dụng gang xỏm hợp kim để chế tạoxộc măng Thành phần hợp kim rất đa dạng, nhưng thường gồm cỏc nguyờn tố:

Ni, Mo, Wo, Cr, P, Ti, Cu, ….pha chế với vi lượng khỏc nhau để cải thiện tớnhnăng cơ lý của gang Cụng nghệ chế tạo Xộc măng rất phức tạp, mỗi quốc giađều cú tiờu chuẩn riờng, nhưng núi chung đều sử dụng hai phương ỏn: phụi đơnchiếc và phụi ống định hỡnh theo dạng xộc măng ở trạng thỏi tự do Sau khi giacụng xộc măng cũn được xử lý nhiều bước cụng nghệ khỏc nhau: mạ Cr xốp,

mạ phủ Molipden, phun phủ Cỏcbit… để nõng cao chất lượng bề mặt và độ chịumài mũn cho xộc măng khớ

Xộc măng dầu ngày nay thường là xộc măng dầu tổ hợp, nờn vật liệu chế tạoxộc măng dầu thường là thộp tấm cú độ đàn hồi cao Xộc măng dầu được chếtạo băng phương phỏp cỏn hoặc dập, sau đú được nhiệt luyện như đối với thộp lũxo

Một vài dạng tiết diện thường dùng được thể hiện ở hình vẽ Trong đóloại tiết diện hình chữ nhật là loại tiết diện kết cấu đơn giản và thông dụng nhất.Các lo© tiết diện khác, tùy theo yêu cầu tăng áp suất tiếp xúc mà thay đổi hìnhdạng tiết diện.

b.

a H×nh 2.12 Mét sè lo¹i xÐcm¨ng vµ

vÞ trÝ l¾p c¸c xÐcm¨ng trªn piston

a Mét sè lo¹i xÐcm¨ng

b VÞ trÝ miÖng c¸c xÐcm¨ng

Hình 2.12 Kết cấu xéc măng

Kích thước tiết diện của các loại xéc măng đều được tiêu chuẩn hóa:

+ Đối với động cơ có đường kính xilanh D ( 60  120 )mm thì D t  20  25.+ Đối với động cơ có đường kính xilanhD 120 mm thì D t  26  30

Xộc măng cỳa động cơ xăng thường tỷ số D/t lớn hơn động cơ Diedel Đểxộc măng mũn đều và chống kờt muội trong rónh xộc- măng, trong quỏ trỡnhlàm việc xộc măng phải quay tự do quanh đường tõm xilanh.

Riờng đối với động cơ hai kỳ thỡ trong khi làm việc, xộc măng khụngđược quay, để trỏnh hiện tượng miệng Xộc măng vấp vào miệng lỗ nạp, thảilàm hư hỏng xộc- măng, vỡ vậy cỏc xộc măng ở động cơ hai kỳ đều cú phay bậc

để định vị với chốt chống xoay ở rónh xộc- măng

Miệng của xộc măng khớ cú thể cắt theo nhiều kiểu khỏc nhau:

Loại miệng cắt thẳng tuy cụng nghệ gia cụng đơn giản, nhưng để lọt khớ.loại cắt bậc, khú gia cụng nhưng bao kớn rất tốt

Tốc độ động cơ càng cao, thỡ khả năng lọt khớ càng ớt

Trước đõy người ta cho rằng ỏp suất nộn lờn mặt xilanhphải phõn bố đềumới tốt Nhưng qua thực nghiệm loại Xộc măng này khi mũn chúng hở miệng

Vỡ vậy, ngày nay người ta ỏp dụng cụng nghệ tiờn tiến để đảm bảo ỏp suất xộc=măng phõn bố khụng đẳng ỏp mà phõn bụ cú dạng “quả lờ” Loại xộc măngkhụng đẳng ỏp khi bị mũn ỏp suất vựng miệng cú giảm sỳt nhưng vẫn đủ khảnăng bao kớn

Áp suất ở vựng miệng, so với ỏp suất trung bỡnh, thường lớn hơn 2 đến 3lần

“bơm” vào buồng đốt Để trỏnh hiện tượng này, người ta dựng xộc măng dầu đểgạt dầu trờn vỏch xilanhchả về qua lỗ thoỏt dầu trờn rónh xộc măng về cỏc te.Ngoài ra, khi gạt dầu vờ cỏc te, thỡ xộc măng cũng làm nhiệm vụ phõn bố dầubụi trơn trờn mặt gương xilanh

Kết cấu xộc măng dầu rất đa dạng Từ loại đơn, đến Xộc măng loại tổhợp bằng thộp lũ xo Cỏc tấm xộc măng thường mỏng, nờn ỏp suất tiếp xỳc cao,tỏc dụng nạo vột dầu rất tốt Cỏc xộc măng dầu tổ hợp, thường chỉ khỏc nhau ởcỏc tấm lũ xo đệm giữa hai tấm xộc măng mặt trờn và mặt dưới

Hình 2.13 Hiện tượng bơm dầu của xéc măng

2.8 Chốt piston

2.8.1 Nhiệm vụ

Chốt piston là chi tiết nối piston và thanh truyền Tuy có kết cấu đơn giảnnhưng chốt piston có vai trò rất quan trọng để đảm bảo điều kiện làm việc bìnhthường của động cơ

2.8.2 Trạng thỏi làm việc và yờu cầu kỹ thuật đối với chốt piston

Chốt piston là chi tiết mỏy liờn kết piston và thanh truyền, chịu lực trờnpiston và truyền lực này cho thanh truyền Vỡ vậy chốt piston chịu tải trọng rấtlớn, va đập mạnh và ma sỏt mài mũn lớn, trong điều kiện bụi trơn khú khăn Do

đú chốt piston tuy hỡnh dạng kớch thước đơn giản, nhưng lại cú tầm quan trọngrất lớn đối với an toàn động cơ, nờn khi thiết kế phải tuõn theo cỏc điều kiện kỹthuật nghiờm ngặt như sau:

+ Phải đảm bảo độ bền cao, nhưng lại phải cú khối lượng nhỏ

+ Chất lượng bề mặt cao, cú độ chớnh xỏc hỡnh học, độ cứng mặt ngoàiphải cao, nhưng cỏc lớp bờn trong lại phải dẻo để chống mỏi Độ búng bề mặtcao, khụng cú vết sước để trỏnh ứng suất tập trung

Để đảm bảo tớnh năng kỹ thuật cao của chốt piston, người ta thường dựngcỏc loại thộp hợp kim cao cấp cú thành phần Cỏc bon thấp như cỏc loại thộp20Cr; 20CrNi; 18CrNiMo vv để chế tạo chốt piston Sau khi thấm Cỏc bon, độcứng bề mặt sau khi nhiệt luyện cú thể đạt được HRC = 58 60, cũn cỏc lớp kimloại bờn trong cú độ cứng HRC =26 30

2.8.3 Kết cấu và cỏc kiểu lắp ghộp chốt piston

Hỡnh dạng của chốt piston rất đơn giản, đều cú dạng hỡnh trụ rỗng Một sốtrường hợp, chế tạo mặt lỗ rỗng thay đổi kớch thước, do theo quan điểm đảm bảosức bền đồng đều của cỏc tiết diện

Kớch thước đường kớnh ngoài của chốt thiết kế theo tõm chuẩn hệ trục.Chốt piston lắp ghộp với bệ chốt và đầu nhỏ thanh truyền theo 3 kiểu sau đõy:

1, Cố định chốt piston trờn bệ chốt

2, Chốt piston cố định với đầu nhỏ thanh truyền

3, Chốt piston lắp động, đảm bảo khi làm việc chốt piston tự quay quanhtõm chốt

Ngày nay, người ta thường dựng kiểu lắp động Kiểu này cú nhiều ưuđiểm mà hai kiểu kia khụng cú:

Hình 2.14 Lắp cố định chốt piston trên đầu nhỏ thanh truyền

+ Do chốt tự quay quanh đường tõm của nú nờn chốt mũn đều và chịu mỏi tốt.+ Nếu vỡ lớ do nào đú mà chốt bị kẹt với bệ hoặc đầu nhỏ thanh truyền thỡvẫn làm việc được

+ Để tránh ứng suất tập trung khi uốn, bệ chốt được cắt mép vát

2.9 Thanh truyền

2.9.1 NhiÖm vô

Thanh truyÒn lµ chi tiÕt nèi gi÷a piston vµ trôc khuûu

2.9.2 Điều kiện làm việc và vật liệu chế tạo thanh truyền.

Trong quá trình làm việc, thanh truyền chịu lực tổng hợp của lực khí thể

và lực quán tính (P ) Ngoài ra, do thanh truyền chuyển động song phẳng, nên

nó cũng chịu lực quán tính tác dụng trên trọng tâm thanh truyền Các lực nàythường làm cho thanh truyền bị cong và bị xoắn

Vật liệu chế tạo thanh truyền thường là thép Các bon hoặc thép hợp kim(tùy theo loại động cơ)

Loại động cơ tĩnh tại và tầu thủy, động cơ tốc độ thấp, thường dùng thépC30, C40, C45, …

Loại động cơ otô máy kéo, động cơ tốc độ cao, thường dùng thép hợpkim: 40Cr, 40CrNi, 40CrMo, 18CrNiW vv

2.9.3 Phân loại thanh truyền:

Thanh truyền có thể phân làm 3 loại chính:

1, Thanh truyền của động cơ một hàng xilanhvà

động cơ chữ V kiểu thanh truyền song song (hai thanh

truyền giống nhau lắp trên cùng một chốt khuỷu Loại này

được gọi là thanh truyền đơn

2, Thanh truyền kép, thường dùng cho động cơ chữ

V Thanh truyền chính có dạng chạc Thanh truyền trung

tâm lắo vào giữa chạc của thanh truyền chính Vì vậy đầu

to của thanh truyền trung tâm thường mỏng Loại bạc

dùng cho loại thanh truyền này được tráng hợp kim chịu

mòn cả hai mặt Một mặt khớp với chốt khuỷu, một mặt ăn

khớp với đầu to của thanh truyền trung tâm H×nh 2.16 KÕt cÊu

thanh truyÒn

3, Thanh truyền chính và thanh truyền phụ Loại

này thường dùng cho động cơ chữ V và động cơ hình sao

Đặc điểm nổi bật là thanh truyền phụ không lắp trên chốt

khuỷu, mà lắp trên chốt của đầu to thanh truyền chính Ở

động cơ hình sao, trên đầu to của thanh truyền chính có

nhiều chốt, mỗi chốt đó để lắp một thanh truyền phụ

2.9.4 Kết cấu của thanh truyền

Thanh truyền gồm 3 phần chính:

+ Đầu nhỏ lắp với chốt piston

+ Đầu to lắp với chốt khuỷu

+ Thân thanh truyền nối liền đầu to và đầu nhỏ

2.9.4.1 Đầu nhỏ thanh truyền

H×nh 2.17 KÕt cÊu ®Çu nhá thanh truyÒn

Kết cấu của đầu nhỏ thanh truyền phụ thuộc vào kích thước chốt piston vàphương pháp lắp ghép chốt piston Trên đầu nhỏ kiểu lắp động đều có bạc đồng

ép chặt vào lỗ đầu nhỏ Chiều dày của bạc đồng thường vào khoảng

cp d

2.9.4.2 Thân thanh truyền

Chiều dài l của thân thanh truyền phụ thuộc vào thông số kết cấu

l

R



Đa số các loại động cơ hiện nay có  0 , 23  0 , 3

H×nh 2.18 C¸c lo¹i tiÕt diÖn th©n thanh truyÒn

Các loại động cơ cao tốc và động cơ oto máy kéo, thường dùng thanhtruyền có tiết diện ngang chữ I hoặc bầu dục Thanh truyền chính của loại động

cơ có thanh truyền chính, thường có tiết diện chữ H Động cơ tàu thủy hoặcđộng cơ máy phát điện cỡ lớn thường có thanh truyền tiết diện hình tròn Loạithanh truyền có tiết diện thân hình chữ nhật hiện nay ít dùng Chiều rộng h của

thân thanh truyền lớn dần từ đầu nhỏ đến đầu to, nhưng chiều dày b lại khôngđổi Phần chuyển tiếp từ thân với đầu nhỏ và đầu to dều có góc lượn lớn.

2.9.4.3 Đầu to thanh truyền

Kích thước đầu to thanh truyền, phụ thuộc vào đường kính và chiều dàicủa chốt khuỷu

Kết cấu của đầu to phải đảm bảo độ cứng vững cao, kích thước phải nhỏgọn để đút lọt qua lỗ xilanh, thuận tiện cho việc thay thế và sửa chữa Trongphần lớn động cơ cao tốc, thì đầu to của thanh truyền thường cắt thành hai nửa:Nửa trên gắn với thân thanh truyền, nửa dưới kết cấu dạng nắp gọi là nắp đầu to

Loại động cơ xăng công suất nhỏ như động cơ moto, máy cắt cỏ,…đầu tothanh truyền làm liền thành một khối với thân thanh truyền

Khi cắt đầu to thành hai nửa, phải định vi khi lắp bằng chốt, bu lông hoặc

gờ định vị Do khi thiết kế động cơ, người ta thường cố gắng tăng đường kínhcủa chốt khuỷu, để tăng độ cứng vững cho trục khuỷu Điều đó, làm ảnh hưởngxấu đến kích thước đầu to thanh truyền Vì vậy khi thiết kế đầu to thanh truyền,người ta dùng các biện pháp làm giảm kích thước của đầu to thanh truyền, nhằmđảm bảo đút lọt qua lỗ xilanh Các biện pháp thường áp dụng như sau:

1, Giảm kích thước khoảng cách giữa hai bu lông thanh truyền

2, Dùng nhiều bu lông thanh truyền có đường kính nhỏ

3, Cắt chéo đầu to theo mặt nghiêng 30o  60o (thường dùng 45o) và dùngcác biện pháp chèng lực cắt P c

4, Dùng chốt côn, đầu to lắp theo kiểu bản lề Kiểu này gọn, an toàn,nhưng khó tháo lắp khi sửa chữa

5, Không cắt đầu to mà làm liền khối với thân thanh truyền và chế tạochốt khuỷu rời

6, Cắt đầu to khỏi thân thanh truyền, khi tháo lắp chỉ cần đút thân thanhtruyền qua lỗ xilanh

H×nh 2.19 C¸c d¹ng kÕt cÊu ®Çu to thanh truyÒn

Trên đầu to thanh truyền đều lắp bạc lót Bạc lót thanh truyền cũng nhưbạc lót trục khuỷu, đều làm bằng thép tấm có tráng hợp kim chịu mài mòn như:Babit, hợp kim đồng chì, hợp kim nhôm vv Ngoài ra còn có các vật liệu chịumài mòn khác như chất dẻo, gốm, graphit

Hình 2.20 Bạc và căn đệm thanh truyền

1, Hợp kim babit, được dựng khỏ phổ biến, tựy thuộc vào hàm lượng thiếc

cú trong Babit mà người ta chia hợp kim này ra làm hai loại:

+ Babit nền thiếc cú (8284)o oSn, (1214)o oSb, (5,56,5)o o Cu, cũn lại

là cỏc chất khỏc

+ Ba bit nền chỡ cú ( 9  11 ) o Sn, ( 13  15 ) o Sb, ( 70  75 ) o Pb, cũn lại làcỏc chất khỏc

Ưu điểm của hợp kim Babit:

- Cú tớnh chịu mài mũn cao, thớch ứng với cụng nghệ đỳc, cỏn; cú độbỏm cao với gộp thộp

- Độ cứng HB 25  30

-Nhược điểm của hợp kim Babit:

- Khụng chịu được ỏp suất cao, ỏp suất tiếp xỳc phải nhỏ hơn18MN/m2

- Độ bền nhiệt kộm Nếu nhiệt độ trục lờn quỏ 100oC, thỡ bạc lút dễ bịchỏy và giảm độ cứng tới 60%

2, Hợp kim đồng chỡ

Loại hợp kim này do chịu được ỏp suất lớn nờn được dựng phổ biến ởđộng cơ Diedel Thành phần của hợp kim gồm ( 69  72 ) o Cu; ( 31  28 ) o Pb Loạihợp kim này cú cỏc ưu điểm sau đõy:

- Độ bền cơ học cao, chịu được nhiệt độ trục lớn (200oC) Độ bền nhiệtlớn Khi nhiệt độ trục tăng, độ cứng của hợp kim giảm khụng đỏng kể

- Chịu được ỏp suất tiếp xỳc lớn (35MN/m2)

- Dẫn nhiệt tốt, nờn nhiệt độ ổ trục thấp

Tuy vậy, hợp kim này rất khú chế tạo, do tồn tại sự thiờn tớch nhiệt độnúng chảy và khối lượng riờng: Chỡ cú T o C

nc 326

; 34 ,

Bạc lút hợp kim nhụm, ngày nay được dựng phổ biến, do cú độ bền cao

mà giỏ thành lại rẻ Tựy theo thành phần hợp kim mà chia hợp kim nhụm ra làm

8 , 1 3 , 1 (   , cũn lại là nền nhụm và tạp chất

+ Hợp kim nhụm- chỡ- antimon: ( 1  6 ) o Sb; ( 1  5 ) o Pb, cũn lại là nhụm vàcỏc tạp chất.

+ Hợp kim nhụm- kẽm- Silic: ( 4 , 5  5 , 5 ) o Zn; ( 1  2 ) o Si, cũn lại là nhụm vàcỏc tạp chất khỏc

Độ cứng cỳa nhúm hợp kim này khỏ cao, ở 100oC HB 36  75, độ bềncao:  b  ( 160  300 )Mn/m2, hệ số dẫn nhiệt lớn:   ( 100  145 )Kcal/m o C

Tựy theo tớnh năng, tốc độ của động cơ mà bạc lút cú chiều dày khỏc nhau.Động cơ tốc độ cao thường dựng bạc cú chiều dày nhỏ: chiều dày gộp thộpkhoảng 1 đến 3mm; chiều dày lớp hợp kim chịu mũn khoảng 0,4 đến 0,9mm

Động cơ tốc độ thấp thường dựng bạc lút dày, cú gộp thộp day từ 3 đến6mm; lớp hợp kim chịu mài mũn 1,5 đến 3mm

Bạc lút mỏng thường định vị bằng cỏc lưỡi gà được dập lồi ra và lắp vớirónh định vị trờn đầu to và nắp đầu to

Bạc lút dày cú vai, định vị bằng cỏc lỗ lắp vào chốt định vị trờn đầu to vànắp đầu to

2.10 Bu lụng thanh truyền

2.10.1 Nhiệm vụ

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

có thể ở dạng bu lông hay vít cấy (gugiông), tuy có kết cấu đơn giản nhưng rấtquan trọng nên phải được quan tâm khi thiết kế và chế tạo Nếu bulông thanhtruyền do nguyên nhân nào đó bị đứt sẽ dẫn tới phá hỏng toàn bộ động cơ

2.10.2 Điều kiện làm việc

Trong quỏ trỡnh làm việc, bu lụng thanh truyền chịu cỏc lực sau:

+ Lực xiết ban đầu khi lắp ghộp

+ Hợp lực quỏn tớnh chuyển động tịnh tiến và lực quỏn tớnh chuyển độngquay, của phần đầu to, khụng kể nắp đầu to

2.10.3 Vật chế tạo

Do bu lụng thanh truyền rất quan trọng nờn người ta đều dựng thộp hợpkim và dựng cụng nghệ tiờn tiến để gia cụng, nhằm tăng độ bền mỏi của bu lụngthanh truyền

Cỏc loại thộp thường dựng để chế tạo bu lụng thanh truyền là: 40CrNi;40Cr; 35CrNi3; …

5.10.4 Kết cấu

Hỡnh dạng kết cấu, điều kiện lắp ghộp,

phương phỏp gia cụng nhiệt luyện, cú ảnh hưởng rất

lớn độ bền của bu lụng thanh truyền

Vỡ vậy người ta dựng cỏc biện phỏp thiết kế

và cụng nghệ, để tăng độ bền của bu lụng thanh

của bu lông và có diện tích tiếp xúc đối xứng qua tâm Mặt tựa của đai ốc cũng phảithẳng góc với tâm bu lông thanh truyền, để tránh mô men uốn khi lắp ghép.

+ Tăng sức bền chống mỏi bằng các biện pháp kết cấu như sau:

Các vùng chuyển tiếp giữa thân bu lông và đầu bu lông, phần ren, phầnthay đổi đường kính, …đều có góc lượn thích hợp Bán kính góc lượn thường từ0,5 đến 2mm

Để tăng sức bên mỏi của bu lông thanh truyền, phần thân nối với renthường làm thắt lại Chiều dài và đường kính của đoạn chuyển tiếp là:

; ) 2 5 ,

0

l  d0  ( 0 , 85  0 , 95 )d r

Trong đó: d và dr là đường kính thân và đường kính chân ren

Dùng các loại đai ốc chịu kéo, để giảm ứng suất cho mối ren

Loại đai ốc chịu kéo, có chế tạo rãnh để cho phần ren ốc không tiếp xúctrực tiếp với nắp đầu to Vì vâỵ, khi xiết đai ốc, ren ốc trở thành vùng chịu kéo,nên ứng suất phân bố đều hơn

Tăng độ cứng vững của nắp đầu to Chính vì vậy mà không dùng đệmvênh hoặc đệm phẳng để hãm đai ốc của bu lông thanh truyền

2.11.2 §iÒu kiÖn lµm viÖc

Trong quá trình làm việc, trục khuỷu tiếp nhận lực để chuyển thành mômen dẫn động các máy móc tiêu thụ công suất Trạng thái làm việc của trụckhuỷu rất nặng:

1, Chịu lực khí thể và lực quán tính rất lớn Các lực này luôn biến đổi độtngột, gây lên va đập mạnh

2, Chịu dao động dọc và dao động xoắn Ứng suất của dao động xoắn gây

ra thường làm gãy trục

3, Chịu mài mòn lớn, do ma sát giữa các cổ trục lớn và khó bôi trơn

Do phải làm việc trong điều kiện năng nhọc, nên khi thiết kế kết cấu củatrục khuỷu, phải đảm bảo thỏa mãn các điều kiện sau:

1, Trục khuỷu phải có dộ cứng vững lớn, độ bền cao, nhưng trọng lượngphải nhỏ, chịu mòn tốt.

2, Tính năng cân bằng cao, không sảy ra hiện tượng dao động cộng hưởngtrong miền tốc độ sử dụng

3, Có độ chính xác cao trong gia công và nhiệt luyện

4, Kết cấu phải đảm bảo tính cân bằng và tính đồng đều của chu kỳ,nhưng phải dễ chế tạo

2.11.3 Vật liệu và công nghệ chế tạo phôi trục khuỷu

Loại vật liệu thường dùng để chế tạo phôi trục khuỷu là thép Cac-bon cóthành phần Các- bon trung bình như các loại thép: C-35 đến C-50 Các loại động

cơ cao tốc có cường hóa thường dùng thép hợp kim Crom- Niken: 40Cr;35CrNiV; 45Mn; 20CrNiMo; …

Các loại thép Cac-bon, có ưu điểm là rẻ tiền, có hệ số ma sát trong lớnhơn thép hợp kim, nên biên độ dao động xoắn nhỏ

Ngoài ra, người ta còn dùng gang Graphit để đúc trục khuỷu Ganggraphit cầu có rất nhiều ưu điểm như rẻ tiền, dễ đúc, ma sát trong lớn hơn thép,chịu mòn tốt và ít nhạy cảm với ứng suất tập trung

Công nghệ chế tạo phôi trục khuỷu thường theo hai phương pháp:

1, Rèn tự do hoặc rèn khuôn

Thường dùng để chế tạo phôi trục khuỷu bằng thép Các=bon và thép hợpkim Công nghệ rèn khuôn có năng suất cao, thường dùng trong sản xuất vớiquy mô lớn Ngược lại, công nghệ rèn tự do thường dùng để sản xuất phôi trụckhuỷu của động cơ tĩnh tại và tau thủy có công suất lớn

2, Đúc

Vật liệu dùng để đúc phôi trục khuỷu thường là thép Các- bon và ganggraphit cầu Ưu điểm của phương pháp này là tạo được độ chính xác cao và kếtcấu phức tạp mà công nghệ rèn không thể đáp ứng được

Tuy vậy, phương pháp đúc tạo phôi cũng tồn tại khá nhiều nhược điểm:+ Thành phần kim loại không đồng đều, kết tinh các phần cũng khôngđồng đều, làm giảm cơ tính của trục Đối với gang graphit mà tỷ lệ cầu hóa nhỏhơn 95%, thì độ bền của trục giảm đáng kể

+ Dễ mắc khuyết tật như rỗ, ngậm xỉ, rạn nứt ngầm, …

Chính vì các khuyết tật trên, mà khi chế tạo phôi trục khuỷu, công nghệđúc ít được dùng

2.11.3 Kết cấu của trục khuỷu

Hình dạng kích thước, kết cấu của

trục khuỷu, phụ thuộc vào số xilanh, cach

bố trí xilanh, số kỳ, thứ tự làm việc của

các xilanhvà công suất của động cơ

Kết cấu của trục khuỷu, chia thành

hai loại chính: trục khuỷu nguyên khối và

trục khuỷu ghép

Trục khuỷu nguyên khối là loại trục

khuỷu có các khuỷu làm liền với nhau

thành một khối

H×nh 2.22 Trôc khuûu ghÐp

Loại trục khuỷu này thường dựng cho động cơ cụng suất nhỏ và trungbỡnh.

Trục khuỷu ghộp là loại trục khuỷu mà cỏc khuỷu được chế tạo rời, sau đúghộp lại với nhau tạo thành trục

Cỏch tổ hợp tạo thanh trục rất đa dạng: Trục chớnh do nhiều đoạn trụcghộp lại với nhau bằng bớch nối; Trục khuỷu do cổ, chốt ghộp lại cựng với mỏkhuỷu; Trục khuỷu do cỏc mụ dun cơ bản ghộp lại, cổ trục kiờm luụn là mỏkhuỷu

Hình 2-23 Mô hình trục khuỷu động cơ 4 kỳ 4 xilanh đủ cổ

2.23 Trục khuỷu động cơ 4 kỳ 4 xilanh đủ cổ

Dự là trục khuỷu nguyờn hay trục khuỷu ghộp, đều phải đảm bảo độ cứng vững

và độ bền Vỡ tuổi thọ của trục khuỷu là cơ sở đỏnh giỏ độ bền sử dụng của độngcơ

Đụi khi, để rỳt ngắn chiều dài của trục khuỷu, một vài động cơ xăng nhưđộng cơ DOT (Hoa Kỳ), hoặc A3 (Nga), đó dựng loại trục khuỷu thiếu cổ Số

cổ trục của động cơ này được tớnh theo cụng thức:

1

2

 i Z

Trong khi cỏc động cơ khỏc đủ cổ, thỡ cụng thức tớnh số cổ trục được tớnhtheo cụng thức:

1



i

Z

Trong đú i là số xilanh của động cơ

Dưới đõy, trỡnh bày cụ thể cỏc bộ phận của trục khuỷu: đầu khuỷu, cổ trục,chốt và mỏ khuỷu, đuụi trục khuỷu

Đầu trục khuỷu

Đầu trục khuỷu thường lắp cỏc

bỏnh răng dẫn động trục cam, bơm cao

ỏp, bơm dầu bụi trơn, cỏc bỏnh đai dẫn

động cho bơm nước, quạt giú, mỏy

phỏt điện…

Bỏnh răng và bỏnh đai lắp chặt

trờn trục, cú then bỏn nguyệt định vị

Trờn đầu trục cũn lắp phớt chắn dầu,

bạc chắn dầu dọc trục và đai ốc răng

súi để quay trục khuỷu khi khởi động

Hình 2.24 đầu trục khuỷu của động cơ

ôtô

Ngũi cỏc chi tiết mỏy kể trờn, trờn một số động cơ cũn lắp bộ giảm daođộng xoắn của hệ trục khuỷu Kết cấu của bộ giảm dao động xoắn đó được giớithiệu trong chương dao động xoắn của giỏo trỡnh động học và động lực học củađộng cơ đốt trong

Cổ trục khuỷu

Các cổ trục khuỷu trên cùng một trục, thường có cùng kích thước đườngkính Đường kính cổ trục xác định theo kết quả nghiệm bền và tính ứng suấtxoắn khi dao động xoắn Ngòai ra, còn xét đến điều kiện bôi trơn và số lần màitrục theo kích thước sửa chữa

Khi thiết kế trục, ta thường cố gắng tăng kích thước cổ trục và chốt khuỷu

để tăng độ cứng vững cho trục khuỷu Nhưng cũng cần lưu ý là tăng kích thước

cô trục và chốt khuỷu sẽ làm tăng khối lượng trục khuỷu và sẽ ảnh hưởng đếntần số dao động xoắn của hệ trục

Chiều dài cô trục phụ thuộc vào thiết kế bô trí chung của động cơ Thôngthường đường kính và chiều dài cổ trục nằm trong phạm vi như sau:

+ Đối với động cơ xăng:

c c

c

d l

D d

) 6 , 0 5 , 0 (

) 8 , 0 65 , 0

c

d l

D d

) 65 , 0 5 , 0 (

) 85 , 0 7 , 0

Đường kính chốt khuỷu nhỏ hơn đường kính cổ khuỷu (thường bằng

c d

cổ trục và chốt thường được bố trí như hình vẽ

Đường kính và chiều dài của chốt khuỷu thường nằm trong phạm vi sau:+ Đối với động cơ xăng:

H×nh 2.25 C¸c d¹ng m¸ khuûu

Kích thước của má khuỷu thường nằm trong phạm vi sau:

+ Đối với động cơ xăng:

; ) 25 , 1 0 , 1

h  b ( 0 , 2  0 , 22 )D

+ Đối với động cơ Diedel:

; ) 30 , 1 05 , 1

h  b ( 0 , 24  0 , 27 )D

(h – chiều cao, b- chiều dày)

Má khuỷu của trục thiếu cổ thường có kêt cấu khá phức tạp, có độ dàykhá lớn và thường được chế tạo bằng rèn khuôn và gia công cơ khí

Đối trọng

Đối trọng có thể được đúc liền với má khuỷu, hoặc được làm rời rồi lắplên má khuỷu

Đối trọng có hai tác dụng chủ yếu:

1, Cân bằng các lực và mô men quán tính chưa được cân bằng, như lựcquán tính ly tâm và mô men quán tính ly tâm Chuyển đổi chiều cho lực quántính chuyển động tịnh tiến và cân băng lực này trong động cơ chữ V, có gócgiữa hai hàng xilanhlà 90o

2, Giảm mô men uốn cổ trục gữa của các động cơ bốn kỳ có sốxilanh4,6,8 Vì trong các động cơ này, tuy tổng các mô men do lực ly tâm sinh

ra bằng không, nhưng cổ trục giữa bị uốn rất nặng

Khi trục khuỷu có đối trọng, khối lượng sẽ tăng lên và sẽ ảnh hưởng đếntần số dao động riêng của trục Kích thước của đối trọng phụ thuộc chủ yếu vào

đô lớn của lực ly tâm và không gian của hộp trục khuỷu

Đuôi trục khuỷu

Đuôi trục khuỷu thường có mặt bích hay côn để lắp bánh đà Bánh đà

được định vị nằng chốt hoặc bu lông định vị (khi dùng mặt bích), bằng then (khidùng mặt côn) Đuôi trục khuỷu thường còn có vành chắn dầu, ren hồi dầu vàphớt chắn dầu.

Kiểu đuôi trục khuỷu dùng mặt bích, thường có ở động cơ oto, máy kéo

và các laoij máy xây dựng (máy ủi, máy xúc,…)

Kiểu đuôi trục khuỷu có mặt côn, thường dùng cho các động cơ xăng cỡnhỏ, động cơ Diedel cỡ nhỏ dùng trong nông nghiệp, hoặc động cơ Diedel côngsuất lớn dùng cho tầu thủy và máy phát điện

Trong một vài loại động cơ, do đặc điểm kết cấu,phải bố trí bánh răng dẫnđộng trục cam ở phần đuôi trục khuỷu Lúc này, đuôi trục khuỷu có mặt bích đểlắp bánh răng, còn bánh đà lắp ngay trên mặt đầu của phần đuôi trục

+ Biện pháp tăng độ bền cho trục khuỷu

Trục khuỷu là một chi tiết máy rất quan trọng, nên khi thiết kế và chế tạo,người ta cố gắng tìm mọi phương pháp để tăng độ bền cho trục khuỷu

Các biện pháp kết cấu

Lựa chọn kết cấu hợp lý là biện pháp có hiệu quả rất cao Để tăng độ bềncho trục khuỷu, người ta thường dùng các biện pháp sau đây:

H×nh 2.27 C¸c biÖn ph¸p kÕt cÊu t¨ng bÒn m¸ khuûu

1, Tăng độ trùng điệp  giữa trục và chốt khuỷu Theo thực nghiệm, thìkhi tăng , độ bền mỏi tăng rất nhiều:   10mm, thì độ bền mỏi tăng 3,5%;

mm

20



 , độ bền tăng 29%;   30mm, thì độ bền mỏi tăng 75%

2, Tăng bán kính góc lượn r giữa cổ, chốt và má khuỷu Đôi khi bán kínhgóc lượn còn là tổ hợp của nhiều bán kính Tăng bán kính goác lượn thì ứng suấttập trung vùng góc lượn sẽ giảm

3, Tăng chiều rộng và chiều dày của má khuỷu Dùng dạng má khuỷu tròn

có độ bền cao

4, Khoét bỏ vùng kim loại chịu ứng suất lớn, để phân tán đường sức đồngdều, làm giảm ứng suất Dạng kết cấu này thường áp dụng cho các trục khuỷuđúc bằng graphit cầu

5, Bố trí lỗ dẫn dầu từ lỗ lên chốt và lỗ trên mặt chốt lệch khỏi mặt chịuứng suất lớn

Các biện pháp công nghệ

Ngoài các biện pháp kết cấu, người ta còn dùng các biện pháp công nghệ

để làm tăng độ bền của trục khuỷu:

1, Dùng phương pháp tạo phôi bằng rèn khuôn, để thớ kim loại không bịcắt đứt

2, Làm chai bề mặt bằng công nghệ phun bi thép, cát thạch anh, hoặc cánlăn

3, Nhiệt luyện để bề mặt chốt hoặc cổ đạt độ cứng cao, cú tổ chức kimloại tốt.

4, Gia cụng đạt độ búng và độ chớnh xỏc cao

2.12 Bánh đà

2.12.1 Nhiệm vụ

Trong động cơ đốt trong, bỏnh đà cú cụng dụng chủ yếu là tớch trữ cụng

dư của quỏ trỡnh cụng tỏc, để đảm bảo tốc độ đồng đều của trục khuỷu Như ta

đó biết, mụ men chớnh của động cơ luụn biến thiờn theo gúc quay của trục khuỷu

và phụ thuộc rất nhiều vào số xilanh, số kỳ và thứ tự làm việc của cỏc xilanh Dotốc độ gúc của trục khuỷu thay đổi trị số, nờn tốc độ gúc cỳ trục khuỷu khụngphải là hằng số, mà trục khuỷu quay cú gia tốc Hiện tượng này gõy lờn tải trọngphụ, co tớnh va đập trong cỏc cơ cấu của động cơ Để khắc phục tỡnh trạng này,người ta dựng bỏnh đà, để tớch trữ năng lượng dư trong quỏ trỡnh sinh cụng, để

bự đắp năng lượng thiếu hụt ở cỏc quỏ trỡnh khỏc, làm cho trục khuỷu quay đềuhơn Trong động cơ ớt xilanh, bỏnh đà cũn cú tỏc dụng tớch trữ nằng lượng khởiđộng, nhất là khi phải khởi động bằng tay Ngoài ra tựy theo kết cấu của cỏc loạiđộng cơ, bỏnh đà cú thể cú kết cấu đặc biệt và cú tỏc dụng khỏc như:

+ Quạt giú ly tõm trong động cơ 1 xilanhlàm mỏt bằng giú

+ Bộ phỏt điện bỏnh đà (vụ lăng ma –nhe -to)

+ Nơi ghi cỏc ký hiệu DCT, DCD, gúc phun sớn, gúc đỏnh lửa sớm,…+ Cỏc lỗ hoặc rónh để quay bẩy bỏnh đà làm quay trục khuỷu

+ Lắp rỏp cỏc cơ cấu truyền lực, như bộ ly hợp ma sỏt khụ, biến mụ thủylực; khớp nối cứng hoặc mền để dẫn động mỏy cụng tỏc

2.12.2 Vật liệu chế tạo và kờt cấu bỏnh đà

Bỏnh đà của động cơ đốt trong tốc độ thấp và trung bỡnh, thường đượcđỳc

bằng gang xỏm: GX-12-40 ,……, GX-32-52 Bỏnh đà của động cơ cao tốcthường được đỳc bằng thộp cỏc- bon cú thành phần Cỏc –bon thấp

Kớch thước của bỏnh đà, tựy thuộc vào kiểu loại và số xilanhcủa động cơ.Động cơ cú số xilanh càng nhỏ, tốc độ càng thấp, cụng suất càng lớn, thỡ bỏnh

đà càng lớn

Dựa theo kết cấu, cú thể phõn loại bỏnh đà làm 3 loại chớnh sau đõy:

1, Bỏnh đà dạng chậu Loại bỏnh đà này thường dựng cho động cơ Điờdelmỏy kộo Nú cú vành bỏnh đà khỏ dày, do đú laoi này cú mụ men lớn

2 Bỏnh đà dạng đĩa Loại này thường dựng cho động cơ oto, nú cú kếtcấu khỏ đơn giản, một mặt của bỏnh đà làm mặt ma sỏt với đĩa ma sỏt của bộ lyhợp Trờn vành bỏnh đà cũn ộp vành răng khởi động

Hình 2.28 Kết cấu bánh đà

3, Bánh đà dạng vành: Phần vành của bánh đà rất dày Loại bánh đà nàythường dùng trong động cơ Diedel dùng trong nông nghiệp và động cơ máy phátđiện Đối với động cơ máy phát điện công suất lớn, số vòng quay thấp, thìđường kính bánh đà có thể lên tới vài mét Người ta còn dùng bánh đà dạngvành, ghép bằng bu lông và có then định vị.

Ngoài các loại bánh đà nêu trên, bánh đà của động cơ mô tô, xe máy códạng chậu, đúc bằng hợp kim nhôm và có gắn các cực nam châm

Bánh đà của động cơ dùng bộ biến mô hoặc ly hợp thủy lực, có kết cấu rấtđặc biệt Trên bánh đà có đúc các cánh bơm

Đối với bánh đà thường người ta chỉ tính nghiệm mô men bánh đà GD2 ,

mà không cần tính nghiệm bền

Chương 3:

Cơ cấu phân phối khí3.1 Nhiệm vụ- yêu cầu- phân loại

3.1.1.Nhiệm vụ

Cơ cấu phối khí có nhiệm vụ điều chỉnh quá trình trao đổi khí trong xilanh,nạp đầy môi chất mới và thải sạch sản vật cháy ra ngoài

3.1.2.Yêu cầu đối với cơ cấu phối khí

Đóng mở đúng thời gian quy định

Độ mở phải lớn đảm bảo dòng khí lưu thông

động cơ đốt trong do có kết cấu đơn giản, điều chỉnh dễ dàng Loại này bao gồmcơ cấu phân phối khí xupap đặt, cơ cấu phân phối khí xupap treo, cơ cấu phânphối khí có trục cam tác động trực tiếp vào đuôi xupap

nhưng khó chế tạo nên ít được dùng trong động cơ thông thường mà chỉ dùngnhư động cơ xe đua chẳng hạn

có kết cấu đợn giản, không phải điều chỉnh, sửa chữa, nhưng chất lượng quátrình trao đổi khí không cao

Hình3.1 Cơ cấu phối khí dùng xupap 1.Trục cam, 2 con đội 3 lò xupap, 5.nắp máy,

6 thân máy, 7 đũa đẩy, 8 đòn gánh, 9 cò mổ.

Trong giáo trình này chúng ta giới hạn chỉ khảo sát cơ cấu phối khí dùngxupap Có hai loại cơ cấu phối khí dùng xupap là cơ cấu phối xupap đặt

Trong cơ cấu phối khi xupap đặt, toàn bộ cơ cấu phối khí được bố trí ở thânmáy do đó chiều cao động cơ không lớn, thuận lợi khi bố trí trên các các phương