công nghệ chế tạo ống lót xi lanh động cơ đốt trong

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO ỐNG LÓT XY LANH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 6.1 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA ỐNG LÓT XY LANH Ống lót xy lanh là một chi tiết lắp vào thân máy. Ống lót xy lanh làm việc trong điều kiện chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn và bị ăn mòn nhiều. Có 2 loại ống lót xy lanh: 6.1.1. Ống lót khô Toàn bộ mặt trụ ngoài của ống lót dược lắp vào lỗ xy lanh của thân máy. Bề mặt ngoài của nó phải được gia công chính xác toàn bộ để truyền nhiệt tốt ra ngoài áo nước làm mát. Loại ống lót khô có chiều dày từ 3  5mm thường dùng trong các động cơ điezen và động cơ xăng có tỷ số nén cao. Ống lót khô có 2 loại: loại lắp ghép cố định và loại lắp ghép trượt có thể thay đổi khi sửa chữa thay thế. 6.1.2. Ống lót ướt Là loại ống lót tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát, nó được lắp với thân máy bằng các vòng đai lắp ghép được gia công chính xác. Ống lót ướt có gờ vai để định vị dọc trục trong thân máy, loại ống lót này có chiều dày từ 6  8mm. Là chi tiết máy làm việc trong điều kiện khắc nghiệt, do đó ống lót xy lanh phải đảm bảo các yêu cầu sau: Có độ bền cao để chịu áp suất khí thể. Có độ bền nhiệt cao. Chịu mài mòn tốt. Có khả năng chống ăn mòn trong môi trường nhiệt độ cao Dưới đây giới thiệu một số kết cấu của ống lót xy lanh (hình 6.1, 6.2, 6.3).

Chương VI

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO ỐNG LÓT XY LANH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

6.1- ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA ỐNG LÓT XY LANH

Ống lót xy lanh là một chi tiết lắp vào thân máy Ống lót xy lanh làm việc trong điều kiện chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn và bị ăn mòn nhiều

Có 2 loại ống lót xy lanh:

6.1.1 Ống lót khô

Toàn bộ mặt trụ ngoài của ống lót dược lắp vào lỗ xy lanh của thân máy Bề mặt ngoài của nó phải được gia công chính xác toàn bộ để truyền nhiệt tốt ra ngoài

áo nước làm mát

Loại ống lót khô có chiều dày từ 3  5mm thường dùng trong các động cơ điezen và động cơ xăng có tỷ số nén cao

Ống lót khô có 2 loại: loại lắp ghép cố định và loại lắp ghép trượt có thể thay đổi khi sửa chữa thay thế

6.1.2 Ống lót ướt

Là loại ống lót tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát, nó được lắp với thân máy bằng các vòng đai lắp ghép được gia công chính xác Ống lót ướt có gờ vai để định

vị dọc trục trong thân máy, loại ống lót này có chiều dày từ 6  8mm

Là chi tiết máy làm việc trong điều kiện khắc nghiệt, do đó ống lót xy lanh phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Có độ bền cao để chịu áp suất khí thể

- Có độ bền nhiệt cao

- Chịu mài mòn tốt

- Có khả năng chống ăn mòn trong môi trường nhiệt độ cao

Dưới đây giới thiệu một số kết cấu của ống lót xy lanh (hình 6.1, 6.2, 6.3)

Hình 6.1 Ống

lót xy lanh ướt

có ống lót phụ bằng thép

Hình 6.2 Ống lót xy lanh khô ở động cơ điêzen

a) Chi tiết gia công; b) Phôi

6.2- ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT CHẾ TẠO ỐNG LÓT XY LANH

Chất lượng sử dụng và tuổi thọ của động cơ phụ thuộc vào chất lượng chế tạo của ống lót xy lanh Khi chế tạo ống lót, phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau đây:

1 Độ chính xác đường kính lỗ ống lót xy lanh phải đạt cấp chính xác 2 (TCVN) hoặc phải cao hơn nữa (tương đương cấp 6  7 của ISO)

2 Sai lệch hình dạng của lỗ: độ ôvan, độ côn không vượt quá 0,01  0,03mm trên toàn bộ chiều dài ống lót

3 Đường kính mặt trụ ngoài lắp ghép với thân động cơ yêu cầu đạt cấp chính xác 2 (TCVN)

4 Độ không đồng tâm giữa mặt trong lỗ ống lót và mặt trụ ngoài (phần lắp ghép) không vượt quá 0,1mm đối với ống lót ướt và 0,03  0,05mm đối với ống lót khô

5 Độ không vuông góc giữa mặt tựa của vai lắp ghép với đường tâm của lỗ không quá 0,02  0,05mm

6 Độ bóng bề mặt trong của lỗ ống lót phải đạt cấp 9  10 (Ra: 0,32

 0,16)

7 Độ bóng của mặt trụ lắp ghép ngoài đối với ống lót ướt 7  8 (Ra: 1,25

 0,63); đối với ống lót khô 6  7 (Ra: 2,5  1,25)

8 Mặt trụ trong của ống lót xy lanh phải đạt độ cứng 40HRc

6.3- VẬT LIỆU VÀ PHÔI CỦA ỐNG LÓT XY LANH

6.3.1 Vật liệu chế tạo ống lót xy lanh

Ống lót xy lanh phần lớn được chế tạo từ gang hợp kim, cũng có một số loại động cơ có dùng ống lót thép (động cơ ôtô MA3 525)

Gang hợp kim chế tạo ống lót xy lanh có tổ chức nền cơ bản là Peclít kèm theo grafit dạng tấm hoặc dạng cầu Độ bền của ống lót không thấp hơn mác gang GX

21-40 Ống lót xy lanh cần phải gia công nhiệt luyện Có thể thực hiện tôi mặt trong của ống lót xy lanh bằng dòng điện tần số cao Chiều sâu lớp thấm tôi không được nhỏ hơn 1,5mm Độ cứng bề mặt phải đạt 40HRc

Ống lót xy lanh có thể tiến hành tôi thể tích, tôi theo phương pháp này dễ gây biến dạng, nứt nẻ chi tiết Độ cứng sau khi tôi phải đạt từ 363 444 HB, tương ứng với 39  47 HRC

Để nâng cao cơ tính cho vật liệu ống lót, có thể dùng gang biến tính (gang cầu)

Để nâng cao tính chịu mài mòn, có thể dùng phương pháp mạ crôm ở mặt trong ống lót với chiều dày lớp mạ crôm 0,05  0,15mm hoặc thấm nitơ với chiều sâu thấm 0,45  0,5mm

Một số loại ống lót xy lanh có chiều dày quá mỏng rất khó khăn trong việc gia công lại sau khi tôi, do đó người ta phải dùng loại ống lót xy lanh không tôi (Đa số các loại ôtô của Mỹ, Anh đều dùng ống lót không tôi) Loại ống lót xy lanh không tôi được chế tạo từ các loại gang hợp kim: crôm, crôm – Molipđen, crôm – niken có

6.3.2 Phôi của ống lót xy lanh

Có nhiều phương pháp đúc phôi ống lót xy lanh

a) Đúc trong khuôn tĩnh (hình 6.4)

Phương pháp này tồn tại một số nhược điểm:

- Chất lượng vật đúc không cao, vật đúc có nhiều khuyết tật: độ mịn chặt của kim loại thấp; dễ bị rỗ xỉ, rỗ khí; không đồng nhất về cấu tạo kim loại theo chiều dài và chiều ngang

- Lượng dư gia công lớn do có sự lệch khuôn giữa 2 nửa khuôn

- Không đồng tâm giữa mặt trụ ngoài và mặt trụ trong

Hình 6.4 Phôi đúc trong khuôn tĩnh

b) Đúc trong khuôn ly tâm

 Đúc ly tâm có ưu điểm:

- Độ chính xác mặt ngoài và độ đồng tâm giữa mặt trong và mặt ngoài cao

- Chất lượng vật đúc tốt: độ mịn chặt của kim loại cao, rỗ khí, rỗ xỉ hầu như không có

- Giảm được lượng hao phí kim loại khi đúc

 Đúc ly tâm có thể thực hiện bằng các phương pháp:

- Đúc trong khuôn cát tươi: cát làm khuôn được đổ vào trong khuôn kim loại quay và nhờ miếng gạt để gạt cát trong phần rỗng của khuôn, sau đó nhờ một con lăn định hình cán tạo hình mặt ngoài của ống lót xy lanh ướt (hình 6.5a)

- Đúc trong khuôn định hình bằng cách phun cát dính (hình 6.5b)

Cát được phun dính vào trong máng khuôn định hình bằng kim loại Hỗn hợp cát được phun dính vào máng khuôn kim loại nhờ một thiết bị thổi cát; hỗn hợp cát tạo ra một bề mặt khuôn đúng dạng của máng khuôn định hình Khi rót kim loại lỏng

vào lòng khuôn quay: hình dạng mặt ngoài của ống lót xy lanh sẽ được tạo hình đúng như yêu cầu

Hình 6.5 Khuôn đúc ly tâm

a) Đúc trong khuôn cát tươi;

b) Đúc trong khuôn định hình bằng phun cát

- Đúc trong khuôn ly tâm thông thường: Phương pháp này chỉ đúc được các ống xy lanh có mặt ngoài hình trụ (không định hình) Để dễ lấy phôi, mặt trong của khuôn đúc được chế tạo có độ côn nhất định

Phương pháp này có ưu điểm: đơn giản khi tạo phôi

6.4- QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO ỐNG LÓT

Khi thực hiện quy trình công nghệ chế tạo ống lót, tuỳ theo điều kiện sản xuất

mà lực chọn phương án công nghệ Nếu sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối thì quy trình công nghệ được thực hiện trên các trang thiết bị chuyên dùng với những máy tổ hợp, máy tự động, bán tự động

Nếu sản xuất hàng loạt nhỏ và đơn chiếc thì sử dụng các thiết bị vạn năng để

có thể gia công được nhiều loại ống lót có kích thước khác nhau Nhưng nói chung khi gia công ống lót xy lanh do đặc điểm xy lanh có độ cứng vững hướng kính kém,

dễ bị biến dạng nên quá trình gá kẹp, gia công cắt gọt phải đảm bảo chi tiết không bị biến dạng lớn Đồng thời yêu cầu kỹ thuật điển hình của các ống lót xy lanh là phải đảm bảo độ đồng tâm giữa mặt trụ trong và ngoài, do đó việc sử dụng chuẩn định vị phải sao cho đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật đó

1 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ỐNG LÓT ƯỚT

Phôi sau khi đúc được ủ để khử ứng suất dư và được thực hiện gia công theo các công việc cơ bản sau:

1 Tiện thô lỗ

2 Tiện bán tinh lỗ

3 Tiện thô mặt ngoài

4 Kiểm tra sơ bộ

5 Tiện bán tinh mặt ngoài

6 Tiện tinh mặt ngoài

7 Làm sạch

8 Kiểm tra

9 Tôi

10 Doa tinh lỗ

11 Thử áp lực

12 Mài khôn sơ bộ lỗ

13 Mài khôn bán tinh lỗ

14 Mài mặt gờ vai và vành lắp ghép

15 Sửa đúng chiều dày vai

16 Kiểm tra

17 Mài khôn tinh lỗ

18 Kiểm tra

19 Làm sạch

20 Tổng kiểm tra và phân nhóm lắp ráp với piston

Để đảm bảo độ đồng tâm giữa mặt ngoài và trong luôn luôn dùng mặt ngoài

làm chuẩn khi gia công mặt trong và ngược lại

2 ĐẶC ĐIỂM GIA CÔNG ỐNG LÓT XY LANH KHÔ

Quy trình chế tạo ống lót khô tương tự như ống lót ướt, nhưng do đặc điểm ống

lót khô kém cứng vững, dễ bị biến dạng theo chiều hướng kính do đó cần các biện

pháp công nghệ phù hợp đảm bảo độ chính xác khi chế tạo Mặt trụ ngoài của ống lót

khô phải được gia công tinh toàn bộ

- Gia công mặt ngoài: Khi tiện ngoài, phôi được gá lên 2 mặt vát côn 2 mặt

vát côn này được gia công đồng thời từ 2 phía ở nguyên công đầu tiên Phôi

được gá trên 2 trục gá bung ở 2 ụ trước và ụ sau của máy tiện bán tự động

(hình 6.6)

côn làm chuẩn định vị

1 Trục gá bung; 2 Dao xén mặt đầu; 3 Dao vát mép trong

- Gia công mặt trong: Phôi được gá lên 2 mặt vát côn ngoài (có thể gia công

cùng với nguyên công gia công 2 mặt vát côn trong) trên một đồ gá chuyên

dùng Toàn bộ đồ gá được gá trên bàn dao máy tiện, trục dao gá trên trục

chính của máy tiện Bàn xe dao gá phôi có chuyển động chạy dao dọc khi

gia công (hình 6.7)

1

2

3

5