Giáo trình Sửa chữa và bảo dưỡng phần chuyển động của động cơ

- Dùng đoạn ống nhựa mềm bịt đầu bu lông thanh truyền để tránh làm xước xi lanh hình 4.1.6 - Dùng chày đồng và búa đẩy nhóm piston - thanh truyền ra khỏi động cơ Chú ý: Không dùng búa để

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Nam Định có truyền thống, uy tín về đào tạo đội ngũ giáo viên dạy nghề, cán bộ kỹ thuật nghề Công nghệ ô tô chất lượng cao từ hơn bốn mươi năm nay Nhà trường luôn chăm lo, đầu tư công tác đổi mới chương trình, tài liệu giảng dạy và học tập, trang thiết bị thực hành của các nghề đào tạo nhằm đáp ứng sự đổi mới công nghệ và nhu cầu sử dụng lao động của xã hội trong đó có nghề Công nghệ ô tô

Mô-đun “Bảo dưỡng và sửa chữa phần chuyển động của động cơ” là một nội dung quan trọng trong chương trình đào tạo nghề Công nghệ ô tô trình độ Cao đẳng nghề Mô-đun này trang bị cho sinh viên các kiến thức cơ bản và kỹ năng thực hành tháo, kiểm tra đánh giá tình trạng kỹ thuật, sửa chữa và lắp ráp các chi tiết, các bộ phận chuyển động của động cơ Đây là những kỹ năng cơ bản quan trọng của nghề Công nghệ ô tô

Giáo trình mô-đun “Bảo dưỡng và sửa chữa phần chuyển động của động cơ” được biên soạn theo chương trình chi tiết đã được Nhà trường phê duyệt ban hành nhằm giúp cho sinh viên chuyên nghề Công nghệ ô tô có tài liệu học tập và thực hành kỹ năng nghề Giáo trình không đi sâu phân tích những nội dung lý thuyết mà chỉ đưa vào những kiến thức cơ bản cần thiết nhất phù hợp với trình độ đào tạo Cao đẳng nghề đồng thời hướng dẫn các kỹ năng thực hành trong công việc sửa chữa, bảo dưỡng phần chuyển động của động cơ ôtô giúp cho sinh viên có thể tự học và ứng dụng hiệu quả trong thực hành nghề

Nhóm tác giả biên soạn dựa trên các tài liệu có độ tin cậy cao của các trường và hãng

ô tô danh tiếng trong lĩnh vực đào tạo, sản xuất ô tô trong nước và thế giới như Đại học Bách Khoa Hà Nội, Đại học SPKT TP Hồ Chí Minh, Các công ty TOYOTA, HONDA, HUYNDAI, FORD, DAIWOO,… Trên cơ sở đó nhóm tác giả đã mạnh dạn bỏ các nội dung quá cũ, lạc hậu không còn phù hợp với thực tiễn và đưa vào giáo trình những nội dung mới phù hợp với thực tế xã hội Việt Nam cũng như xu hướng phát triển của nghề Công nghệ ô tô trên thế giới

Ban biên soạn chúng tôi xin chân thành cám ơn các thầy trong bộ môn Cơ khí Động lực, Khoa Cơ khí trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Nam Định đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp chúng tôi hoàn thành tài liệu này Tuy nhiên, đây là tài liệu biên soạn lần đầu, quá trình biên soạn không thể tránh được các thiếu sót nhất định, chúng tôi chân thành đón nhận những ý kiến đóng góp của quý bạn đọc để chỉnh sửa tài liệu ngày một hoàn thiện hơn

Ban biên soạn

Trang 2

MỤC LỤC

MD 04 01: PHẦN CHUYỂN ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ 1

A Lý thuyết liên quan 1

1.1 Nhiệm vụ 1

1.2 Cấu tạo chung 1

1.2.1 Nhóm piston 1

1.2.2 Thanh truyền 2

1.2.3 Trục khuỷu 2

1.2.4 Bánh đà 2

1.3 Lực tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền và nhóm pittông 2

1.3.1 Lực khí cháy (lực khí thể) 2

1.3.2 Lực quán tính 3

1.3.3 Hợp lực và mô men 3

1.4 Quy trình tháo, lắp phần chuyển động của động cơ 4

1.4.1 Tháo nhóm piston, xéc măng và thanh truyền 4

1.4.2 Lắp nhóm piston xéc măng, thanh truyền 5

B Thực hành: Tháo, lắp nhóm piston xéc măng ra khỏi động cơ 7

Câu hỏi ôn tập 7

MD 04 02: SỬA CHỮA PISTON 8

2.1 Nhiệm vụ, điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo 8

2.1.1 Nhiệm vụ 8

2.1.2 Điều kiện làm việc 8

2.1.3 Vật liệu chế tạo 9

2.2 Cấu tạo 10

2.2.1 Đỉnh piston 10

2.2.2 Đầu piston 11

2.2.3 Thân piston 12

2.3 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra và sửa chữa piston 13 2.3.1 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng 13

2.3.2 Phương pháp kiểm tra, sửa chữa 14

B Thực hành kiểm tra, sửa chữa piston 19

1 Kiểm tra 19

2 Sửa chữa 19

MD 04 03: SỬA CHỮA CHỐT PISTON 20

Trang 3

3.2 Cấu tạo chốt piston 21

3.3 Phương pháp lắp ghép chốt piston với thanh truyền và bệ chốt 21

3.3.1 Phương pháp 1 21

3.4 Bôi trơn chốt piston 23

3.4.1 Bôi trơn cưỡng bức 23

3.4.2 Bôi trơn kiểu hứng dầu 23

3.5 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra và sửa chữa 24

3.5.1 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng 24

3.5.2 Phương pháp kiểm tra, sửa chữa hư hỏng 24

B Thực hành kiểm tra, sửa chữa chốt piston 27

1 Kiểm tra 27

2 Sửa chữa chốt piston 27

MD 04 04: KIỂM TRA, THAY THẾ XÉC MĂNG 28

4.1.1 Nhiệm vụ của xéc măng 28

4.2 Phân loại 29

4.3 Cấu tạo xéc măng 29

4.3.1 Xéc măng khí 29

4.3.2 Xéc măng dầu 31

4.4 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra và sửa chữa 32

4.4.2 Phương pháp kiểm tra, thay thế xéc măng 33

B Thực hành kiểm tra và thay xéc măng mới 35

MD 04 05: SỬA CHỮA THANH TRUYỀN 36

Trang 4

5.1 Thanh truyền 36

5.1.1 Nhiệm vụ, điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo 36

5.1.2 Cấu tạo thanh truyền 36

5.2 Bạc lót 40

5.2.1 Nhiệm vụ, điều kiện làm việc 40

5.2.2 Phân loại 41

5.2.4 Cấu tạo 43

5.3 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra, sửa chữa thanh truyền, bạc lót 44

B Thực hành kiểm tra, sửa chữa thanh truyền, bạc lót 50

MD 04 06: SỬA CHỮA TRỤC KHUỶU 52

6.2 Phân loại 53

6.2.1 Căn cứ vào phương pháp chế tạo 53

6.2.2 Căn cứ vào cấu tạo trục khuỷu 54

6.3 Cấu tạo 55

6.3.1 Đầu trục khuỷu 56

6.3.2 Khuỷu trục 57

6.3.3 Đuôi trục khuỷu 62

6.3.4 Đường dẫn dầu bôi trơn 63

6.4 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra trục khuỷu 63

B Thực hành sửa chữa trục khuỷu 79

MD 04 07: SỬA CHỮA BÁNH ĐÀ 80

Trang 5

7.2 Phân loại 80

7.3 Cấu tạo 81

7.3.1 Bánh đà dạng đĩa 81

7.3.2 Bánh đà dạng vành 81

7.3.3 Bánh đà dạng chậu 82

7.4 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra, sửa chữa bánh đà 82

7.4.2 Phương pháp kiểm tra, sửa chữa bánh đà 83

B Thực hành sửa chữa bánh đà 84

1 Kiểm tra 84

2 Sửa chữa 84

3 Kiểm tra độ cân bằng của bánh đà 84

MD 04 08: BẢO DƢỠNG PHẦN CHUYỂN ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ 86

8.1 Mục đích 86

8.2 Nội dung bảo dưỡng định kỳ 86

8.2.1 Bảo dưỡng thường xuyên 86

8.2.2 Bảo dưỡng cấp 1 86

8.2.3 Bảo dưỡng cấp 2 86

8.3 Thực hành bảo dưỡng định kỳ 86

8.3.1 Tháo rời các chi tiết của phần chuyển động 86

8.3.2 Làm sạch muội than, thông đường dẫn dầu bôi trơn 87

8.3.3 Chọn lắp bạc 87

8.3.4 Chọn lắp xéc măng 87

8.3.5 Kiểm tra khe hở dầu (khe hở giữa bạc lót với cổ trục, cổ biên) 87

8.3.6 Lắp các bộ phận chuyển động 87

8.4 Bộ thông số tiêu chuẩn tháo, kiểm tra lắp các chi tiết trên động cơ 2AZ - FE 87

8.4.1 Thông số sửa chữa 87

8.4.2 Giá trị mô men xiết tiêu chuẩn của các bộ phận, chi tiết 94

8.4.3 Trình tự tháo, lắp và kiểm tra 96

B Thực hành 138

KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ MÔ ĐUN 139

Trang 7

Sau khi học xong bài này sinh viên có khả năng:

- Trình bày đúng nhiệm vụ, cấu tạo chung, lực tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền và nhóm piston

- Tháo, lắp nhóm piston-thanh truyền đúng quy trình và đúng yêu cầu kỹ thuật

- Nhận dạng đúng các chi tiết của phần chuyển động của động cơ

- An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp

NỘI DUNG BÀI HỌC

A Lý thuyết liên quan

1 1 Nhiệm vụ

- Tiếp nhận lực khí thể ở kỳ cháy giãn nở thành chuyển động tịnh tiến của piston

- Biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu

- Đưa công suất của động cơ ra ngoài để dẫn động cho các bộ phận của ôtô và các máy công tác

1 2 Cấu tạo chung

Hình 4.1.1 Các bộ phận chuyển động

1 Đai ốc khởi động; 2 Puly quạt gió; 3 Phớt chắn dầu; 4 B/răng dẫn động trục cam; 5 Đầu trục;

6 Nắp dưới đầu to thanh truyền; 7 Đối trọng; 8 & 10 Cổ trục; 9 Má khuỷu; 11a Bạc cổ trục chính; 11b Bạc cổ trục thanh truyền; 12 Bánh đà; 13 Mặt bích; 14 Piston ; 15 Thanh truyền;

16 Cổ trục thanh truyền; 17 Căn hạn chế dọc trục; 18 Nắp gối đỡ trục; 19 Vành răng

1.2.1 Nhóm piston

Gồm có piston, xéc măng, chốt piston, bạc chốt piston, vòng hãm chốt piston

Trang 8

Lắp ở mặt bích đuôi trục khuỷu, vành răng khởi động

1 3 Lực tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền và nhóm pittông

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

- Lực quán tính của các chi tiết chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay;

- Lực do môi chất khí chịu nén và khi giãn nở sinh ra gọi là lực khí thể;

Pkh = pkh Fp (MN)

Trang 9

Trong đó: Fp - diện tích đỉnh piston (m2

2

mR m

Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp 1:

cos2

1 mR

P J

Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp 2:

2cos2

2 mR

P J

Chu kỳ của lực quán tính cấp 1 tương ứng với một vòng quay của trục khuỷu và chu kỳ của lực quán tính cấp 2 tương ứng với 1/2 vòng quay của trục khuỷu Lực quán tính cấp 1 luôn luôn tác dụng trên đường tâm của xi lanh Khi piston ở ĐCT, Pj1có trị

số âm, chiều quay lên phía trên (chiều ly tâm đối với tâm trục khuỷu) Khi piston ở ĐCD, Pj1có trị số dương, chiều quay xuống (hướng vào tâm trục khuỷu)

Lực quán tính chuyển động quay :

Trang 10

2 Hợp lực của lực quán tính và lực khí thể tác dụng lên chốt piston, sinh ra lực

đẩy thanh truyền P ttđồng thời tác dụng lên ổ trục và thân máy

3 Thành phần lực tiếp tuyến T tạo thành mô men quay trục khuỷu của động cơ

Mô men này được tính theo công thức sau: M = T R

4 Lực quán tính chuyển động tịnh tiến Pj tác dụng lên ổ trục, chốt khuỷu và chốt piston Lực quán tính chuyển động quay Pk (lực ly tâm) là một hằng số luôn tác dụng lên ổ trục của trục khuỷu

5 Lực ngang N tạo thành mômen ngược chiều (mô men lật)

6 Trị số của mô men ngược chiều vừa bằng trị số của mô men quay trục khuỷu nhưng ngược chiều Mô men này tác dụng trên thân máy

7 Mô men quay trục khuỷu M làm quay trục khuỷu đưa công suất ra ngoài Trong quá trình làm việc, mô men này được cân bằng bởi các mô men sau:

8 Mô men cản do lực cản và lực ma sát của tất cả các chi tiết chuyển động tác dụng trên bành đà của động cơ

1 4 Quy trình tháo, lắp phần chuyển động của động cơ

1 4.1 Tháo nhóm piston, xéc măng và thanh truyền

1 Xả dầu và nước làm mát ra khỏi động cơ

2 Tháo động cơ ra khỏi xe và đưa động cơ

lên giá tháo lắp

3 Tháo nắp máy (xem mô-đun MD03)

4 Tháo đáy dầu (xem mô-đun MD03)

5 Quay trục khuỷu cho piston của máy cần

tháo xuống điểm chết dưới (ĐCD)

Hình 4.1.4 Dấu chiều lắp piston, thanh

Chú ý: Nếu trên piston không có dấu phải

đánh dấu trước khi tháo

Trang 11

- Dùng đoạn ống nhựa mềm bịt đầu bu

lông thanh truyền để tránh làm xước xi

lanh (hình 4.1.6)

- Dùng chày đồng và búa đẩy nhóm

piston - thanh truyền ra khỏi động cơ

Chú ý: Không dùng búa để đóng vào

thanh truyền hoặc bạc

Hình 4.1.6 Bịt đầu bu lông

10 Gá bạc và nửa đầu to thanh truyền và sắp

xếp thành bộ, tránh nhầm lẫn (hình 4.1.7)

Hình 4.1.7 Sắp xếp thành bộ

11 Tiếp tục tháo các nhóm piston, xéc măng,

thanh truyền còn lại

1 4.2 Lắp nhóm piston xéc măng, thanh truyền

1 Chia miệng xéc măng

- Nhỏ một ít dầu bôi trơn vào rãnh xéc

măng, không nhỏ quá nhiều,

- Chia đều miệng xéc măng (hình 4.2.8)

Chú ý: Không để miệng xéc măng thẳng

hàng hoặc trùng lỗ chốt piston Hình 4.2.8 Chia miệng xéc măng

2 Lắp bạc lót vào thanh truyền và nắp đầu to

Trang 12

Chú ý:

+ Bạc phải nằm đúng vị trí, vấu hãm

chống xoay phải tốt đảm bảo chắc chắn

+ Lỗ dầu phải trùng với lỗ trên thân

và thanh truyền

- Lắp đoạn ống mềm vào đầu bu lông

thanh truyền để tránh làm xước cổ biên và

xi lanh (hình 4.1.10)

Hình 4.1.10 Bịt đầu bu lông

3 Bôi dầu bôi trơn vào xi lanh và cổ biên

4 Lắp nhóm piston, xéc măng, thanh truyền

vào động cơ

Hình 4.1.11 Lắp cụm piston thanh

truyền vào động cơ

- Dùng dụng cụ chuyên dùng để bó xéc

măng ôm khít vào piston

- Đưa nhóm piston, xéc măng, thanh

truyền vào xi lanh; dùng cán búa gõ nhẹ

vào đỉnh piston cho cụm piston, xéc măng

và thanh truyền vào xi lanh theo đúng thứ

tự từng máy (hình 4.1.11)

Chú ý: Lắp đúng chiều quy định; không

để thanh truyền cọ sát vào xi lanh

5 Quan sát dấu thứ tự và chiều lắp nắp đầu

to thanh truyền, chọn nắp đầu to và lắp

vào thân thanh truyền (hình 4.1.12)

Chú ý: Dấu mũi tên hướng về phía đầu

động cơ

Hình 4.1.12 Lắp nắp đầu to thanh truyền

6 Lắp đai ốc bắt thanh truyền và xiết chặt

theo mô men quy định

- Bôi một lớp dầu mỏng lên phần ren của

bu lông thanh truyền

- Dùng tay vặn đai ốc đến khi nắp đầu to

tiếp xúc với thân thanh truyền

- Xiết đều các ốc đến khi đủ mô men

quy định (hình 4.1.13)

Hình 4.1.13 Xiết đai ốc lắp đầu to

thanh truyền

Trang 13

Chú ý:

+ Phải xiết đai ốc thanh truyền theo nhiều giai đoạn + Sau mỗi lần siết ốc cần quay thử trục khuỷu để kiểm tra tình trạng mối ghép Nếu trục khuỷu quay không trơn đều thì phải tháo ra kiểm tra phát hiện nguyên nhân và sử lý ngay Nếu có bu lông nào gãy hoặc biến dạng, đai ốc bị cháy ren thì phải thay bu lông và đai ốc mới

7 Dùng sơn đánh dấu cạnh phía trước của

Nếu trục khuỷu quay nặng hoặc không

trơn đều thì phải tháo ra kiểm tra và sử lý Hình 4.15 Xiết đai ốc thêm 900

B Thực hành: Tháo, lắp nhóm piston xéc măng ra khỏi động cơ

- Tháo các cụm chi tiết piston - xéc măng - thanh truyền

- Nhận dạng các chi tiết: piston, chốt piston, xéc măng, thanh truyền, bạc thanh truyền và quan hệ lắp ghép giữa chúng; quan sát và nhận biết dấu trên các chi tiết

- Làm sạch và tìm hiểu cấu tạo các chi tiết

- Lắp các chi tiết

Câu hỏi ôn tập

1 Trình bày nhiệm vụ, cấu tạo của phần chuyển động trong động cơ đốt trong

2 Xác định các lực tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

3 So sánh đặc điểm cấu tạo của các bộ phận chuyển động trên các động cơ được thực hành

Trang 14

MÃ BÀI

MD 04 02

TÊN BÀI SỬA CHỮA PISTON

THỜI LƯỢNG (GIỜ)

Lý thuyết Thực hành

MỤC TIÊU BÀI HỌC

- Trình bày được nhiệm vụ, điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo, cấu tạo

- Phân tích được hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra, sửa chữa piston

- Kiểm tra, sửa chữa piston đúng phương pháp đạt tiêu chuẩn kỹ thuật

- Đảm bảo an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp

2 1 Nhiệm vụ, điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo

2 1.1 Nhiệm vụ

- Piston cùng với thân máy và nắp máy tạo thành buồng cháy của động cơ;

- Tiếp nhận lực khí thể ở kỳ cháy giãn nở và truyền đến thanh truyền làm quay trục khuỷu, đồng thời tiếp nhận lực quán tính để chuyển động tịnh tiến trong xi lanh thực hiện các kỳ nạp, nén, xả;

- Đối với động cơ hai kỳ, piston còn làm nhiệm vụ đóng, mở các cửa nạp khí, quét khí và thải sản vật cháy

2 1.2 Điều kiện làm việc

- Chịu tải trọng cơ học lớn: Trong quá trình cháy, áp lực khí thể sinh ra rất lớn tác dụng lên đỉnh piston (khoảng 13 MPa hoặc cao hơn);

- Chịu tải trọng thay đổi cả về trị số và chiều tác dụng, tải trọng tác dụng theo chu kỳ: Áp lực khí thể luôn thay đổi trong một chu trình làm việc của động cơ và thay đổi

theo chế độ làm việc của động cơ;

- Chịu lực va đập, lực quán tính;

- Chịu tải trọng nhiệt cao: Trong quá trình làm việc, piston tiếp xúc trực tiếp với khí cháy có nhiệt độ cao (2300 28000K) nên nhiệt độ của đỉnh piston khoảng 550

8000K Phân bố nhiệt độ trên các phần của piston được thể hiện trên hình 4.2.1

- Chịu lực ma sát lớn do trong quá trình làm việc ở nhiệt độ cao, màng dầu bôi trơn không hình thành được trên bề mặt tiếp xúc giữa piston và xi lanh (chịu ma sát khô ở gần vị trí ĐCT);

- Chịu ăn mòn hoá học: Trong điều kiện nhiệt độ cao, áp suất cao, một số a xít được hình thành từ khí hỗn hợp và sản vật cháy gây ra ăn mòn piston (axit Carbonic,

Trang 15

axit Sunfuric…)

Hình 4.2.1 Phân bố nhiệt độ trên piston

2 1.3 Vật liệu chế tạo

2.1.3.1 Yêu cầu về vật liệu chế tạo

- Có cơ tính cao, độ bền cơ học cao;

- Có độ bền nhiệt khá cao và khả năng tuyền nhiệt tốt;

- Có hệ số ma sát nhỏ, hệ số giãn nở nhiệt nhỏ, chịu mòn tốt trong điều kiện bôi trơn kém;

- Có khả năng chống ăn mòn hoá học;

- Có trọng lượng riêng nhỏ để giảm lực quán tính

2.1.3.2 Vật liệu chế tạo piston

- Gang: Piston chế tạo bằng gang có trọng lượng riêng khá lớn nên thường dùng chế tạo piston của động cơ có tốc độ thấp (động cơ thấp tốc) Các loại gang dùng để chế tạo piston gồm có: Gang xám, gang dẻo, gang cầu Gang có ưu điểm là khả năng chịu nhiệt tốt, hệ số ma sát nhỏ, độ bền cơ học cao, hệ số giãn nở nhiệt khá nhỏ, tính chảy loãng cao nên dễ đúc, giá thành rẻ…

Thành phần các loại gang dùng chế tạo piston:

+ Dễ đúc do nhiệt độ nóng chảy thấp, tính chảy loãng khá cao ;

+ Dẫn nhiệt tốt nên truyền nhiệt ra ngoài nhanh, nhiệt độ của piston giảm, không xảy ra hiện tượng kích nổ;

+ Hệ số ma sát thấp nên giảm mài mòn do ma sát

Trang 16

Tuy nhiên hợp kim nhôm cũng có một số nhược điểm:

+ Hệ số giãn nở vì nhiệt lớn ;

+ Độ bền cơ học thấp hơn gang khi ở nhiệt độ cao ;

+ Đắt tiền hơn gang

Mặc dù có một số nhược điểm nhưng hợp kim nhôm vẫn được dùng nhiều để chế tạo piston do các ưu điểm nổi trội của nó Đồng thời người ta cũng sử dụng các biện pháp công nghệ để khắc phục những nhược điểm của hợp kim nhôm: nhiệt luyện, phủ một lớp kim loại mỏngcó độ bền cao lên bề mặt piston, làm các gân chịu lực…

2 2 Cấu tạo

Hình 4.2.2 Cấu tạo piston

3 Rãnh lắp vòng hãm chốt piston 7 Rãnh xéc măng dầu 11 Thân piston

2.2.1.1 Đỉnh bằng

Bề mặt trên cùng của piston là một mặt phẳng Loại này có cấu tạo đơn giản dễ chế tạo, diện tích tiếp xúc với khí cháy nhỏ Piston đỉnh bằng được sử dụng phổ biến trên các loại động cơ ô tô (hình 4.2.3)

Hình 4.2.3 Piston đỉnh bằng

Trang 17

2.2.1.2 Đỉnh lồi

Mặt trên của piston lồi lên theo các hình dạng khác nhau (hình 4.2.4)

Piston loại này có ưu điểm là độ cứng vững của đỉnh piston cao, có thể không cần

bố trí các gân chịu lực phía dưới đỉnh piston nên giảm được trọng lượng, ít kết muội than nhưng khó chế tạo, bề mặt tiếp xúc với nhiệt lớn Piston đỉnh lồi chủ yếu dùng cho động cơ xăng hai kỳ cỡ nhỏ

Trang 18

Hình 4.2.6 Piston có xéc măng dầu ở cuối phần dẫn hướng

1 Rãnh xéc măng khí ; 2 Lỗ thoát dầu ; 3 Rãnh xéc măng dầu;

4 Rãnh lắp vòng hãm ; 5 Bệ chốt piston ; 6 Đầu piston

2.2.3 Thân piston

Thân piston có nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động tịnh tiến trong xi lanh nên còn gọi là phần dẫn hướng Trong quá trình làm việc, thân piston chịu lực ngang N khá lớn gây va dập, tăng ma sát Để giảm va đập và ma sát thì khe hở giữa piston và xi lanh phải nhỏ, diện tích tiếp xúc giảm Tuy nhiên khe hở giữa piston và xi lanh nhỏ quá dễ gây bó kẹt piston trong xi lanh khi nhiệt độ các chi tiết tăng Để giải quyết vấn

đề này, người ta thường làm thân piston có dạng ô van Phía hai bên bệ chốt có đường kính nhỏ hơn phía vuông góc với bệ chốt Khi piston nóng lên, phía bệ chốt giãn nở nhiều hơn làm cho tiết diện piston có dạng hình tròn

Phần thân piston có bệ chốt piston Bệ chốt piston thường đặt cao hơn trọng tâm của piston để áp suất do lực ngang và lực ma sát phân bố đều hơn trên bề mặt tiếp xúc

hch = (0,6 0,74)htTrong đó: ht là chiều cao phần dẫn hướng piston

Một số piston có lỗ chốt lệch đi so với đường tâm xi lanh Độ lệch thường khoảng 1,5 2,5 mm về phía chịu lực ngang lớn nhằm làm giảm sự va đập cho piston, động cơ làm việc êm hơn, không có tiếng gõ piston Tuy nhiên phương án này gây ảnh hưởng xấu đến động lực học của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền

Hình 4.2.7 Thân piston có tiết diện hình ô van

Trong lỗ chốt piston thường có rãnh để lắp vòng hãm chốt piston nhằm hạn chế

sự dịch dọc trục của chốt piston, tránh cho chốt piston cọ xát vào bề mặt xi lanh gây xước xilanh

Trang 19

Thân piston thường có tiết diện ngang dạng ôvan (hình 4.2.7) hoặc vát hai đầu

bệ chốt (hình 4.2.8) Điều này giúp cho khi nhiệt độ tăng, piston sẽ giãn nở ở phần bệ chốt tập trung nhiều kim loại nên không bị bó kẹt trong xi lanh Đồng thời giảm diện tích tiếp xúc giữa piston và xi lanh nên giảm được lực ma sát Một số piston có xẻ rãnh dạng T, dọc theo thân piston để chống bó kẹt gọi là rãnh phòng nở

Do nhiệt độ các phần của piston không đều nên sự giãn nở vì nhiệt cũng khác nhau Nhiệt độ phần phía trên cao và giảm dần xuống dưới nên đường kính piston cũng không đều Đường kính phần thân piston lớn hơn phần đầu và đỉnh piston

C¹nh v¸t

Hình 4.2.8 Piston có cạnh vát hai bên bệ chốt

2 3 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra và sửa chữa

piston

2 3.1 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng

1 Piston bị xước

- Do bề mặt ma sát bị lẫn cặn bẩn, mạt kim loại lẫn trong dầu bôi trơn hoặc do lắp ráp không tuân thủ đúng các yêu cầu kỹ thuật

- Do bôi trơn kém gây quá nhiệt

2 Piston nứt vỡ

- Va đập với chi tiết khác khi làm việc do bulông thanh truyền bị nới lỏng hoặc thay piston không đúng loại

- Do khuyết tật khi chế tạo không phát hiện kịp thời gây ứng suất tập trung

- Do sử dụng lâu, kim loại bị mỏi

Trang 20

2 3.2 Phương pháp kiểm tra, sửa chữa

2.3.2.1 Trình tự tháo, lắp nhóm piston

a Th áo rời nhóm piston, xéc măng, thanh truyền

1 Tháo xéc măng khí

- Kẹp thanh truyền lên ê tô

Chú ý: Đệm lót vào thân thanh truyền để

- Đặt toàn bộ các nhóm piston, xéc măng

vào thùng gia nhiệt

- Đổ nước vào thùng cho ngập hết piston

- Cấp điện để gia nhiệt cho piston Hình 4.2.12 Gia nhiệt cho piston

trong nước nóng

Trang 21

Hình 4 2.13 Phương pháp tháo piston ra khỏi thanh truyền

a) Dùng dụng cụ chuyên dùng; b) Dùng búa nhựa và chày đồng 1.Dụng cụ tháo chốt piston; 2.Piston; 3.Chốt piston;

4.Thanh truyền; 5.Piston; 6.Đầu ép; 7.Chày đồng Nếu không có dụng cụ chuyên dùng thì kẹp piston lên giá đỡ, dùng chày đồng và búa nhựa tháo chốt piston, tách rời piston và thanh truyền ra (hình 4.2.13b)

6 Dùng chổi lông rửa sạch các chi tiết

trong dung dịch làm sạch

Hình 4.2.14 Sắp xếp các chi tiết theo bộ

7 Sắp xếp các chi tiết theo thứ tự thành

từng bộ, không để lẫn các chi tiết (hình

4.2.14)

b Lắp nhóm piston xéc măng, thanh truyền

1 Lắp piston vào thanh truyền

+ Lắp vòng hãm mới vào một bên lỗ

Trang 22

+ Đun nóng piston trong nước đến

khoảng 800C cho piston giãn nở (hình

4.2.16) Lúc này đường kính lỗ chốt

piston tăng lên lớn hơn đường kính chốt

piston (giữa chốt piston và lỗ chốt có

khe hở), khi đó lắp chốt piston dễ dàng Hình 4.2.16 Gia nhiệt cho piston+ Quan sát và quay piston cho dấu chỉ

chiều lắp trùng với dấu của thanh

truyền (hình 4.2.17)

+ Dùng tay đẩy chốt piston vào bệ chốt

+ Lắp vòng hãm thứ hai vào piston

Chú ý: Thao tác lắp chốt piston phải

nhanh, chính xác, nếu thao tác chậm

piston nguội sẽ khó lắp chốt

Hình 4.2.17 Xác định dấu chiều lắp giữa

piston và thanh truyền

2 Lắp xéc măng vào piston

+ Lắp xéc măng dầu (hình 4.2.18)

- Lắp vòng đàn hồi

- Lắp hai vòng đỡ

Chú ý: Sau khi lắp xong, quay thử xéc

măng phải dịch chuyển nhẹ nhàng,

không bị bó kẹt

Hình 4.2.18 Lắp xéc măng dầu

+ Lắp các xéc măng khí theo thứ tự từ

dưới lên trên sao cho đúng chiều (mặt

có dấu quay lên trên) (hình 4.2.19)

Chú ý: Dùng kìm chuyên dùng để lắp

xéc măng, không lắp bằng tay tránh làm

gãy xéc măng

xÐc m¨ng 1 xÐc m¨ng 2

Hình 4.2.19 Lắp xéc măng khí

3 Chia miệng xéc măng

- Nhỏ vài giọt dầu bôi trơn vào rãnh xéc

măng (không nhỏ quá nhiều dầu)

- Chia miệng xéc măng (hình 4.2.20)

Chú ý: Không để miệng các xéc măng

trùng nhau hoặc trùng lỗ chốt piston

Hình 4.2.20 Chia miệng xéc măng

c Lắp nhóm piston, xéc măng, thanh truyền vào động cơ

Trình tự lắp nhóm piston-xéc măng-thanh truyền xem bài MD 04-01, mục 4

Trang 23

2.3.2.2 Kiểm tra kỹ thuật piston

- Dùng bàn chải lông, chất tẩy rửa làm

sạch toàn bộ piston, thổi sạch bằng khí

nén

2 Kiểm tra vết xước, nứt, vỡ piston

Quan sát trên toàn bộ piston để phát hiện các vết nứt, vỡ, xước, cháy rỗ trên bề

mặt dẫn hướng

3 Kiểm tra độ côn của piston

Dùng pan me đo ngoài đo đường kính

piston trên phần dẫn hướng vuông góc

với đường tâm lỗ chốt ở 2 vị trí đầu và

cuối phần dẫn hướng (hình 4.2.22)

Hiệu số giữa 2 lần đo là độ côn của

piston Nếu độ côn lớn hơn mức cho

phép phải thay piston

Hình 4.2.22 Kiểm tra độ côn

của piston

4 Kiểm tra độ ô van của piston: (chỉ kiểm

tra ở một số loại động cơ có phần dẫn

hướng piston không bị khuyết)

Dùng panme đo ngoài đo đường kính

piston ở 2 vị trí vuông góc với nhau

trên cùng một tiết diện ngang của phần

dẫn hướng (hình 4.2.23)

Hiệu số giữa 2 lần đo là độ ô van của

piston Độ ô van lớn hơn quy định phải

thay piston

Chèt piston

Hình 4.2.23 Kiểm tra độ ô van

của piston

Trang 24

5 Kiểm tra khe hở giữa piston và xi lanh

* Cách 1:

Dùng căn lá để kiểm tra khe hở piston

và xilanh: Đưa piston đã tháo hết xéc

măng vào trong xi lanh, dùng căn lá có

chiều dày thích hợp (dài 200mm rộng

13mm) vào khe hở giữa piston và xi

lanh Sau đó dùng lực kế móc vào căn

lá và kéo căn lá ra với lực kéo từ 2 3

kg, nếu căn lá tuột ra khỏi piston và xi

lanh thì chiều dầy của căn lá là khe hở

giữa piston và xi lanh, khe hở này

không được vượt quá 0,15 mm

Khe hở tiêu chuẩn: 0,03 0,08 mm

Hình 4.2.24 Kiểm tra khe hở giữa piston

và xi lanh 1.Cân lò xo; 2.Căn lá

* Cách 2

- Dùng panme đo đường kính piston

theo hướng vuông góc với đường tâm

lỗ chốt piston (hình 4.2.25a)

- Dùng panme đo trong hoặc đồng hồ

so đo đường kính của xi lanh theo

hướng vuông góc với đường tâm trục

khuỷu tại các vị trí A, B, C (hình

4.2.25b)

- Tính khe hở giữa piston và xi lanh

Nếu khe hở lớn quá quy định thì phải

thay piston hoặc doa xi lanh và thay

piston theo kích thước sửa chữa

a)

b) Hình 4.2.25 Đo khe hở giữa piston và

xi lanh bằng pan-me a) Đo đường kính piston; b) Đô đường kính xi lanh2.3.2.3 Sửa chữa piston

Khi piston hư hỏng hoặc doa xi lanh thì phải thay piston mới Khi thay piston mới phải thay cả bộ piston Piston mới cần đạt các yêu cầu sau:

- Phải chọn đúng loại piston của nhà sản xuất, không dùng piston khác loại có kích

Trang 25

thước tương đương

- Trọng lượng các piston phải bằng nhau Với những piston có đường kính từ 100

mm trở lên, trọng lượng giữa các piston cho phép sai lệch không quá 15 gam, piston có đường kính nhỏ hơn 100 mm sai lệch cho phép không quá 9 gam

Đối với các động cơ ô tô hiện nay không cho phép thay thế từng piston riêng lẻ + Đối với piston có vết nứt nhỏ không ảnh hưởng tới sự làm việc bình thường của động cơ thì có thể cho phép khoan chặn hai đầu vết nứt một bằng một lỗ nhỏ để tránh vết nứt phát triển

+ Trên bề mặt làm việc của piston có vết xước nhẹ thì dùng giấy ráp mịn và dầu đánh bóng rồi dùng lại

B Thực hành kiểm tra, sửa chữa piston

- Thay mới piston

1 Phân tích các điều kiện làm việc của piston

2 Trình bày ưu, nhược điểm của các loại vật liệu chế tạo piston

3 Phân tích sự ảnh hưởng của các dạng đỉnh piston tới quá trình hòa trộn nhiên liệu với không khí trong buồng cháy

4 Phân tích lực tác dụng lên piston trong quá trình làm việc và phương án giảm lực ngang tác dụng lên đỉnh piston

5 Trình bày các hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng thường xảy ra với piston trong quá trình làm việc

Trang 26

MÃ BÀI

MD 04 03

TÊN BÀI:

SỬA CHỮA CHỐT PISTON

THỜI LƯỢNG (GIỜ)

Lý thuyết Thực hành

MỤC TIÊU BÀI HỌC

- Trình bày được nhiệm vụ, điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo, cấu tạo,

3 1.1 Nhiệm vụ

Chốt piston nối piston với thanh truyền, truyền lực từ piston làm thanh truyền chuyển động

Trong quá trình làm việc chốt piston chịu lực lớn của khí thể truyền qua piston

và lực quán tính Các lực này thay đổi chiều và cường độ theo chu kỳ Nhiệt độ của chốt piston trong quá trình làm việc tương đối cao (>3730K), đồng thời điều kiện bôi trơn kém nên chốt piston chịu mài mòn lớn

Do điều kiện làm việc khá khắc nghiệt nên chốt piston cần được làm bằng vật liệu tốt để đảm bảo độ bền và độ cứng vững Vật liệu thường dùng để chế tạo chốt piston là thép hợp kim hoặc thép các bon có độ bền cao: 15XA, 15XMA, 12XH3A, 18XHMA, 20X, 20 ,…

Trong đó: 2 chữ số đầu chỉ hàm lượng C (tính theo phần vạn)

Các chữ cái chỉ nguyên tố thành phần hợp kim

X – Crôm; H- Niken; M – Molipden; B – Volfram

T – Titan; C- Silic… A – Thép chất lượng cao

Các chữ số đứng sau chữ cái chỉ hàm lượng của nguyên tố đó trong hợp kim (%) Nếu phía sau chữ cái không có chữ số nào thì hàm lượng của nó là 1%

Sau khi gia công, chốt piston được tiến hành nhiệt luyện bằng cách thấm các

Trang 27

bon với chiều sâu thấm khoảng 1,7mm để tăng độ cứng bề mặt nhưng lớp kim loại bên trong phải có tính dẻo để chống mỏi tốt Độ cứng bề mặt của chốt piston sau khi nhiệt luyện đạt HRC= 56 62

Bề mặt chốt piston được đánh bóng đạt 11 để giảm ma sát và đảm bảo khe hở lắp ghép nhỏ

3 2 Cấu tạo chốt piston

Chốt piston có cấu tạo đơn giản, các loại chốt piston đều có dạng hình trụ rỗng (có mặt cắt hình vành khăn) Mặt ngoài của các loại chốt piston đều giống nhau, chỉ khác nhau hình dạng lỗ bên trong (hình 4.3.1):

Hình 4.3.1 Các dạng chốt piston

a Lỗ trong có dạng hình trụ trơn

b Lỗ trong có dạng trụ bậc

c Lỗ trong có dạng trụ với hai đầu côn

3 3 Phương pháp lắp ghép chốt piston với thanh truyền và bệ chốt

Trong quá trình làm việc, chốt piston chịu lực va đập, lực uốn và lực ma sát; đồng thời nó chịu nhiệt độ cao do hấp thu nhiệt của khí cháy Mặt khác do vật liệu chế tạo piston và chốt piston khác nhau nên sự giãn nở của chúng cũng khác nhau làm thay đổi khe hở lắp ghép Để chốt piston làm việc ổn định trong điều kiện nhiệt độ cao và chịu lực va đập do chiều lực tác dụng lên piston thay đổi cần duy trì khe hở lăp ghép trong

phạm vi quy định; có 3 phương pháp lắp ghép chốt piston

- Không cần bôi trơn cho bệ chốt

Trang 28

Nhược điểm:

- Phải khoan lỗ định vị chốt piston gây nên ứng suất tập trung làm giảm cơ tính của chốt

- Mài mòn chốt không đều do chốt không quay tròn được

- Trọng lượng phân bố không đều do có thêm bu lông hãm

Hình 4.3.3 Chốt piston lắp chặt với đầu nhỏ thanh truyền

1 Vít định vị; 2 Bệ chốt; 3 Chốt piston; 4 Thanh truyền

Ưu điểm:

- Có thể tăng chiều dài của bệ chốt, do đó tăng khả năng bôi trơn cho bệ chốt

- Không cần sử dụng bạc lót giữa đầu nhỏ thanh truyền và chốt piston

Nhược điểm:

- Chốt piston chịu lực không đều nên dễ bị mỏi

- Khe hở giữa chốt và bệ chốt khá lớn khi làm việc ở nhiệt độ cao gây va đập

Trang 29

giữa chốt và bệ chốt vì piston thường là hợp kim nhôm có hệ số giãn nở nhiệt lớn hơn chốt piston Do nhược điểm này nên phương pháp này ít dùng trên các loại động cơ hiện nay

3 3.3 Phương pháp 3

Lắp hỗn hợp (còn gọi là lắp kiểu bơi)

Với kiểu lắp này, chốt piston lắp lỏng với đầu nhỏ thanh truyền và lắp chặt với

bệ chốt khi piston nguội Khi nhiệt độ cao (70 800C) thì chốt piston và bệ chốt ở trạng thái lắp lỏng do bệ chốt giãn nở nhiều hơn chốt piston (hình 4.3.4) Theo kiểu lắp này,

ở hai đầu chốt piston có các vòng hãm chống dịch dọc cho chốt piston hoặc dùng các nút mềm (hợp kim chì, plastic) dạng chỏm cầu bịt hai đầu chốt

Hình 4.3.4 Lắp chốt piston kiểu bơi

1.Piston; 2.Thanh truyền; 3.Chốt piston

Ưu điểm:

- Chốt piston mòn đều do nó quay tự do trong bệ chốt và đầu nhỏ thanh truyền trong quá trình làm việc Đồng thời bề mặt chịu lực cũng thay đổi nên giảm được ứng suất mỏi

- Khả năng bôi trơn được cải thiện

Nhược điểm:

Khi lắp ghép giữa chốt piston và bệ chốt phải đặc biệt chú ý về độ dôi của bệ chốt để đảm bảo khe hở giữa chúng khi nhiệt độ tăng (khi động cơ nóng) Độ dôi phụ thuộc vào vật liệu chế tạo các chi tiết (khe hở khi nóng khoảng 0,01 0,02 mm)

3 4 Bôi trơn chốt piston

Chốt piston có thể được bôi trơn cưỡng bức hoặc bôi trơn kiểu hứng dầu

3 4.1 Bôi trơn cưỡng bức

Bôi trơn cưỡng bức bằng cách bố trí đường dầu bôi trơn từ đầu to thanh truyền dẫn lên đầu nhỏ thanh truyền Đường dẫn dầu bôi trơn có thể được khoan trong thân thanh truyền hoặc đặt ống dẫn dầu cạnh thân thanh truyền Phương pháp này đảm bảo bôi trơn tốt nhưng gia công thanh truyền phức tạp hơn

3 4.2 Bôi trơn kiểu hứng dầu

Bôi trơn kiểu húng dầu có ưu điểm đơn giản về kết cấu, đầu nhỏ thanh truyền chỉ

Trang 30

cần khoan lỗ nhỏ để hứng dầu bôi trơn từ xéc măng gạt xuống rồi đưa vào bôi trơn cho chốt piston.Phương pháp này đơn giản và vẫn đảm bảo hiệu quả bôi trơn nên được dùng trên hầu hết các động cơ ôtô

3 5.1 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng

3.5.1.1 Chốt piston bị mòn

Chốt piston bị mòn sẽ giảm đường kính và tăng khe hở giữa chốt và bạc, làm các lực va đập tăng khi piston chuyển hướng chuyển động hoặc tốc độ động cơ thay đổi Khi chốt piston bị mòn còn làm xuất hiện tiếng kêu khi động cơ làm việc (tiếng gõ ắc piston) Mặt khác khi chốt piston bị mòn làm giảm độ bóng bề mặt, tăng ma sát và độ mòn tăng lên Chốt piston bị mòn cần kiểm tra và sửa chữa

- Do sử dụng lâu gây mỏi

- Do có khuyết tật khi chế tạo

3 5.2 Phương pháp kiểm tra, sửa chữa hư hỏng

3.5.2.1 Chốt piston bị mòn

1 Kiểm tra

a Kiểm tra độ mòn của chốt piston

Hình 4.3.5 Đo đường kính chốt piston

1.Chốt piston; 2.Pan-me đo ngoài

- Gia nhiệt cho piston và chốt piston trong nước nóng ở nhiệt độ 800

C

- Dùng panme đo đường kính chốt piston rồi so sánh với kích thước tiêu chuẩn ta

sẽ xác định được độ mòn của chốt piston (hình 4.3.5)

- Dùng đồng hồ so đo đường kính của lỗ chốt

Trang 31

Khe hở lắp ghép phải nằm trong phạm vi quy định: 0,020 0.025mm

b Kiểm tra độ côn, ôvan của chốt piston

- Đo đường kính chốt piston tại các tiết diện A, B, C như trên hình 4.3.6

Độ côn và độ ôvan tiêu chuẩn: 0,01mm

Độ côn và ôvan lớn nhất: 0,10mm

Nếu độ côn và ôvan vượt quá giới hạn quy định thì phải sửa chữa chốt piston

Hình 4.3.6 Xác định độ mòn côn, độ mòn ô van của chốt piston

2 Sửa chữa

Nếu khe hở giữa chốt piston và bệ chốt vượt quá giới hạn quy định thì phải sửa chữa Thông thường khi chốt piston bị mòn thì thay chốt piston mới Nếu không có chốt piston mới thay thế thì có thể mài chốt piston trên máy mài tròn ngoài để khôi phục hình dáng hình học rồi mạ crôm đến kích thước ban đầu

Hình 4.3.7 Nong chốt piston

a) Nong chốt dạng trụ trơn; b) Nong chốt dạng côn

1.Bệ đỡ; 2.Ống định hình; 3 Chốt piston; 4&5.Đầu nong;

Nếu chốt piston bị mòn quá nhiều thì có thể nong chốt piston trong trạng thái

Trang 32

nóng (nung đến nhiệt độ khoảng 9000

9500C) để tăng đường kính chốt piston (hình 4.3.7)

Sau khi nong cần tiến hành nhiệt luyện rồi mài đến kích thước tiêu chuẩn Mài chốt piston thực hiện trên máy mài vô tâm hoặc trên máy tiện có bộ gá đá mài (hình 4.3.8)

Hình 4.3.8 Mài chốt piston

1.Cơ cấu điều chỉnh; 2.Con lăn dẫn động; 3.Chốt piston

4.Đá mài; 5.Cơ cấu ép; 6.Vít điều chỉnhMài chốt piston bằng đá mài bóng có độ hạt 120 150 đảm bảo độ bóng đạt

11 Sau đó đưa chốt piston vào thiết bị rửa để tẩy hết dầu mỡ và các chất cặn bẩn bám vào chốt piston

Chốt piston sau khi sửa chữa phải đảm bảo khe hở lắp ghép với bạc dầu nhỏ thanh truyền là 0,003mm

Sự chênh lệch trọng lượng giữa các chốt piston sau khi sửa chữa < 8gam

Khi thay chốt piston phải lựa chọn chốt theo kích thước sửa chữa tăng lớn là: 0,05; 0,075; 0,10; 0,125 mm

3.5.1.2 Chốt piston bị nứt, gãy

Đối với chốt piston bị nứt, gãy chúng ta phải thay thế chốt piston mới Khi thay

Trang 33

thế chốt piston mới phải đảm bảo khe hở lắp ghép tiêu chuẩn

B Thực hành kiểm tra, sửa chữa chốt piston

c Chốt piston bị mòn côn, mòn méo

+ Kiểm tra độ mòn côn

- Làm sạch chốt piston

- Quan sát vị trí mòn trên chốt piston

- Dùng panme đo ngoài đo đường kính chốt piston ở vị trí quy định

- Xác định độ côn của chốt piston

+ Kiểm tra độ mòn ô van

- Làm sạch chốt piston

- Quan sát vị trí mòn trên chốt piston

- Dùng panme đo ngoài đo đường kính chốt piston ở vị trí quy định

- Xác định độ ô van của chốt piston

2 Sửa chữa chốt piston

Thay chốt piston mới

1 Trình bày nhiệm vụ, điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo, cấu tạo của chốt piston

2 Phân tích ưu nhược điểm của các phương pháp lắp ghép chốt piston với đầu nhỏ thanh truyền và bệ chốt

3 Trình bày các hư hỏng thường xảy ra đối với chốt piston trong quá trình làm việc Phân tích nguyên nhân hư hỏng và biện pháp sửa chữa

Trang 34

- Trình bày được nhiệm vụ, điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo, phân loại và cấu tạo xéc măng;

- Phân tích được hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng, phương pháp kiểm tra và thay thế xéc măng;

- Nhận dạng đúng các loại xéc măng, kiểm tra xéc măng, chọn được xéc măng mới đúng chủng loại và đạt tiêu chuẩn kỹ thuật;

4 1.1 Nhiệm vụ của xéc măng

- Bao kín buồng cháy, ngăn không cho khí cháy lọt xuống đáy dầu và không cho dầu bôi trơn lọt lên buồng cháy (hình 4.4.1)

- Truyền nhiệt từ đầu piston ra thành xi lanh

1.Áp suất khí cháy; 2.Xéc măng khí; 3.Dòng khí cháy;

4.Piston; 5.Xi lanh; 6.Thân máy

- Chịu nhiệt độ cao do tiếp xúc với khí cháy và do ma sát Nhiệt độ của các xéc măng thường trong khoảng:

Xéc măng khí số 1: 623 6730

K Xéc măng khí số 2: 523 5500

K Xéc măng khí số 3: 450 4730

K

Trang 35

- Chịu áp suất cao do áp suất khí thể ở quá trình cháy và nén tác dụng

- Chịu lực va đập với piston khi piston đổi chiều chuyển động;

- Chịu lực uốn, chịu ma sát và mài mòn khi chuyển động tịnh tiến trong xi lanh với tốc độ cao và điều kiện bôi trơn kém Công tổn hao do ma sát của xéc măng với xi lanh chiếm tới 50 60% toàn bộ công tổn hao cơ học của động cơ

- Bị ăn mòn hoá học từ các sản vật cháy

Vật liệu chế tạo xéc măng phải có tính đàn hồi tốt, chịu nhiệt độ cao, chịu mài mòn trong điều kiện bôi trơn kém Thông thường người ta dùng các vật liệu sau để chế tạo xéc măng:

- Gang hợp kim: là vật liệu được dùng nhiều nhất để chế tạo xéc măng vì nó có rất nhiều ưu điểm: Hệ số ma sát nhỏ, độ đàn hồi tốt ở nhiệt độ cao, chịu được nhiệt độ cao…

- Thép hợp kim: Thép có độ bền cao nhưng độ đàn hồi giảm khi làm việc ở nhiệt độ cao, tính chịu mòn thấp hơn gang Vì vậy thép chỉ được dùng chế tạo các xéc măng dầu kiểu tổ hợp;

Ngày nay người ta còn sử dụng hợp kim gốm, chất dẻo để chế tạo xéc măng nhưng phạm vi áp dụng còn hạn chế vì giá thành cao

4.2 Phân loại

Xéc măng được chia làm hai loại chính sau đây:

- Xéc măng khí: Xéc măng khí có nhiệm vụ cùng với piston, xi lanh và nắp máy bao kín buồng cháy, ngăn không cho khí cháy lọt xuống đáy dầu

- Xéc măng dầu: Gạt dầu bôi trơn trên thành xi lanh, không cho dầu bôi trơn lọt lên buồng cháy, đồng thời tạo thành màng dầu trên thành xi lanh để bôi trơn cho piston

và xi lanh Nếu dầu bôi trơn lọt lên buồng cháy sẽ làm hao dầu, gây kết muội than trong buồng cháy dẫn tới động cơ bị cháy kích nổ và nhiệt độ động cơ tăng (động cơ quá nóng)

4 3 Cấu tạo xéc măng

4 3.1 Xéc măng khí

Xéc măng khí có cấu tạo rất đơn giản, nó là một vòng kim loại hở (hình 4.4.2) Khoảng hở giúp cho xéc măng có thể giãn nở khi hấp thu nhiệt từ khí cháy tránh cho xéc măng bị kẹt trong xi lanh

Hình 4.4.2 Xéc măng khí

Trang 36

Khoảng hở của xéc măng gọi là khe hở miệng xéc măng Ngoài ra xéc măng và rãnh trên piston còn tạo ra các khe hở bụng và khe hở cạnh.

Hình 4.4.3 Khe hở xéc măng và piston

1.Xi lanh; 2.Đỉnh piston; 3.Khe hở cạnh; 4.Khe hở bụng;

5.Piston; 6.Đường kính rãnh; 7.Chiều cao rãnh xéc măng;

8.Đường kính xi lanh; 9.Khe hở piston-xi lanh Xéc măng khí thường có các dạng tiết diện sau:

Hình 4.4.4 Các dạng tiết diện của xéc măng

a Tiết diện hình thang vát mép trong

b Tiết diện chữ nhật không vát mép

c Tiết diện chữ nhật vát mép phía trên

d Tiết diện chữ nhật khoét góc phía dưới

- Tiết diện hình chữ nhật: loại này đơn giản, dễ chế tạo nhưng khả năng làm kín không cao vì chiều cao (h) của xéc măng càng lớn thì càng khó tiếp xúc khít với xi lanh (hình 4.4.4b); ví vậy ở một số động cơ, người ta khoét một phần xéc măng để giảm diện tích tiếp xúc với xi lanh (hình 4.4.4d); hoặc vát mép phía trong để tạo ra lực ngang ép xéc măng vào thành xi lanh khi có lực khí thể tác dụng (hình 4.4.4c)

- Tiết diện hình thang: Loại tiết diện này tao cho mặt lưng xéc măng có dạng côn với góc côn = 150

300 hoặc có một phần hình côn với góc côn 20 Đoạn mặt trụ có chiều cao bằng 1/3 chiều cao toàn bộ của xéc măng Loại xéc măng có tiết diện kiểu này khó gia công (hình 4.4.4a; c);

Các dạng miệng xéc măng: Các xéc măng khí thường có dạng miệng như sau: (hình 4.4.5) ;

Trang 37

- Miệng thẳng: Loại này đơn giản, dễ chế

tạo và sửa chữa miệng xéc măng nên được

dùng nhiều Tuy nhiên loại này có khả năng lọt

khí cao

- Miệng vát: Loại này ít lọt khí hơn so với

loại miệng thẳng nhưng chế tạo và sửa chữa

khó hơn

- Miệng bậc: Loại này đảm bảo độ kín, ít lọt

khí nhất Tuy nhiên chế tạo và lắp ráp khó hơn

Loại này thường dùng cho những động cơ có

tốc độ thấp

Trên mỗi piston có từ 2 3 xéc măng khí

Một số động cơ có chiều dài piston lớn, tỷ số

nén cao thì có thể có nhiều xéc măng khí hơn

Các xéc măng khí thường được phủ một lớp kim

Hình 4.4.7 Tác dụng của xéc măng dầu

1.Piston; 2.Vành thép phía trên; 3&5.Lớp mạ crôm;

4.Vòng cách; 6.Vành thép phía dưới; 7 Rãnh xéc măng Xéc măng dầu có hai loại chính là loại đơn và loại tổ hợp

- Loại đơn có hình dạng giống như xéc măng khí Tuy nhiên xéc măng dầu có chiều dầy lớn hơn và trên xéc măng dầu có các rãnh hoặc lỗ thoát dầu giúp cho việc gạt dầu từ thành xi lanh trở về đáy dầu được dễ dàng

Trang 38

- Loại tổ hợp: Xéc măng dầu kiểu tổ hợp có cấu tạo phức tạp hơn kiểu đơn Nó bao gồm 2 vòng thép mỏng đàn hồi, một vòng đàn hồi theo chiều hướng kính và một vòng đàn hồi theo chiều trục; 2 vòng thép nằm trên và dưới 2 vòng đàn hồi Loại này

có cấu tạo phức tạp nhưng dễ tháo, lắp nên được dùng khá phổ biến trên các động cơ xăng

Hình 4.4.8 Xéc măng dầu kiểu tổ hợp

1.Vòng thép; 2.Vòng đàn hồi hướng tâm; 3.Vòng đàn hồi hướng trục

4.4.1 Hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng

4.4.1.1 Xéc măng bị mòn

Nguyên nhân:

- Do ma sát giữa xéc măng và xi lanh nhất là tại ĐCT và ĐCD khi piston đổi chiều chuyển động Khi đó tốc độ chuyển động của xéc măng bằng 0 nên không tạo ra màng dầu bôi trơn

- Do chịu nhiệt độ cao khi làm việc và tiếp xúc với sản vật cháy có chữa các hợp chất ăn mòn gây ăn mòn hoá học

Khi xéc măng bị mòn sẽ làm tăng khe hở miệng, khe hở lưng và khe hở bụng dẫn đến tăng khả năng lọt khí xuống đáy dầu làm hỏng dầu bôi trơn, đồng thời làm dầu bôi trơn sục lên buồng cháy gây hao dầu và đóng muội than trên nắp máy, rãnh xéc măng

và đỉnh piston và gây ra nhiều hiện tượng xấu khác như: cháy kích nổ, kẹt xéc măng,

4.4.1.2 Xéc măng bị gãy

Nguyên nhân:

- Xéc măng bị kẹt trong xi lanh do không có khe hở miệng

- Trong rãnh xéc măng có nhiều muội than

- Do lắp ráp không đúng

Khi xéc măng bị gãy cũng làm tăng sự lọt khí và sục dầu gây ra các hiện tượng xấu cho quá trình làm việc của động cơ đồng thời cào xước thành xilanh và bề mặt piston

Trang 39

4.4.2 Phương pháp kiểm tra, thay thế xéc măng

4.4.2.1 Kiểm tra khe hở miệng

Tháo xéc măng cần kiểm tra ra khỏi piston Đặt xéc măng vào trong xi lanh, dùng piston đẩy cho xéc măng nằm phẳng trong xi lanh đúng vị trí quy định (hình 4.4.9)

Hình 4.4.9 Đưa xéc măng vào vị trí

kiểm tra

Hình 4.4.10 Đo khe hở miệng

Chọn căn lá có chiều dầy thích hợp đưa vào miệng xéc măng, khe hở miệng xéc măng chính là chiều dầy của căn lá đã chọn (hình 4.4.10)

Khe hở tiêu chuẩn:

Xéc măng khí 0,15 0,25 mm Xéc măng dầu 0,13 0,38 mm Khe hở tối đa cho phép:

Xéc măng khí: 1,20 mm Xéc măng dầu: 0,98 mm

4.4.2.2 Kiểm tra khe hở cạnh

Lắp xéc măng vào rãnh piston và xoay tròn xéc

măng trong rãnh piston Xéc măng phải xoay nhẹ

nhàng trong rãnh piston

Chọn căn lá có chiều dầy thích hợp đưa vào khe

hở giữa xéc măng và rãnh piston (hình 4.4.11)

Khe hở tiêu chuẩn: 0,03 0,08 mm

Khe hở tối đa cho phép: 0,20 mm

Hình 4.4.11 Đo khe hở cạnh của

xéc măng

4.4.2.3 Kiểm tra khe hở lưng

Dùng thước đo độ sâu để đo độ sâu của rãnh lắp xéc măng, dùng pan me để đo chiều rộng của xéc măng, hiệu số kích thước đo được chính là khe hở lưng xéc măng

Khe hở quy định 0,20 0,35 mm

4.4.2.4 Kiểm tra độ tròn của xéc măng (độ lọt ánh sáng)

Đặt xéc măng vào trong xi lanh tương ứng vị trí khi piston ở ĐCT, dùng piston đẩy xéc măng cho phẳng, đặt một bóng đèn điện ở phía dưới xilanh, phía trên xéc măng đặt một tấm bìa có đường kính nhỏ hơn đường kính xi lanh nhưng lớn hơn

Trang 40

đường kính trong của xéc măng (hình 4.4.12) Quan sát mức độ lọt ánh sáng qua khe

hở giữa lưng xéc măng và thành xilanh Một xéc măng không được có quá hai cung tròn lọt ánh sáng, chiều dài mỗi cung tròn không quá 300, tổng chiều dài của các cung lọt ánh sáng không quá 600 với khe hở cung lọt ánh sáng là 0,03 mm Nếu khe hở nhỏ hơn 0,015 mm thì chiều dài cung lọt ánh sáng cho phép có thể lên tới 1200

Hình 4 4.12 Kiểm tra độ tròn của xéc măng

1.Tấm bìa; 2.Xéc măng; 3.Xi lanh; 4.Bóng đèn;

5.Tờ giấy trắng; 6.Công tắc đèn

4.4.2.5 Thay thế xéc măng

Xéc măng là chi tiết nhanh mòn do điều kiện làm việc chịu nhiệt độ cao, bôi trơn kém Khi xéc măng bị mòn, gãy phải thay xéc măng mới Khi chọn lắp và thay xéc măng mới phải căn cứ vào kích thước sửa chữa của xi lanh để chọn xéc măng cho phù hợp Xéc măng mới phải đảm bảo các yêu cầu sau:

a Xéc măng phải đúng kích thước sửa chữa và đúng chủng loại

b Khe hở miệng từ 0,15 0,25 mm Nếu không có khe hở miệng hoặc khe hở miệng quá lớn phải chọn lại xéc măng khác Không nên dũa miệng xéc măng vì khi dũa miệng sẽ làm độ tròn của xéc măng không tốt Trường hợp khe hở miệng nhỏ có thể dũa miệng xéc măng

- Quấn giẻ vào dũa mịn (vị trí kẹp dũa lên ê tô) rồi kẹp chặt dũa trên êtô

- Đưa miệng xéc măng cần sửa cho tỳ sát vào hai mặt cắt của dũa

- Dùng các ngón tay cái và ngón tay trỏ giữ hai bên miệng xéc măng; đẩy xéc măng trượt dọc thân dũa để mài miệng xéc măng

Trong quá trình dũa miệng xéc măng phải thường xuyên kiểm tra khe hở miệng

để tránh mài quá nhiều làm hỏng xéc măng

Định dạng
Số trang	146
Dung lượng	4,2 MB