CHƯƠNG 5: TRỤC KHUỶU, BÁNH ĐÀ
5.2. KẾT CẤU BÁNH ĐÀ
5.2.1. Công dụng của bánh đà
Trong động cơ đốt trong, bánh đà có công dụng chủ yếu là tích trữ công dư của quá trình công tác để đảm bảo độ đồng đều của tốc độ góc của trục khuỷu.
- Như ta đã biết mô men chính của động cơ luôn biến thiên theo góc quay trục khuỷu và phụ thuộc rất nhiều vào số xi lanh, số kỳ và thứ tự làm việc của các xi lanh.
- Do mô men chính luôn thay đổi trị số nên thực tế tốc độ góc của trục khuỷu không phải là hằng số, mà trục khuỷu quay có gia tốc. Hiện tượng này gây nên tải trọng phụ có tính va đập trong các cơ cấu của động cơ.
- Để khắc phục hiện tượng này, người ta dùng bánh đà để tích trữ năng lượng dư trong quá trình sinh công để bù đắp cho năng lượng bị thiếu hụt trong các quá tŕnh khác khiến cho trục khuỷu quay được đều hơn.
Trong động cơ ít xi lanh, bánh đà còn tích trữ năng lượng khởi động nhất là khi khởi động bằng tay.
Ngoài ra, trên bánh đà thường có một số kết cấu đặc biệt tuỳ thuộc chủng loại động cơ như:
- Quạt gió ly tâm trong động cơ làm mát bằng gió 1 xi lanh.
- Dùng nam châm vĩnh cửu tạo ra nguồn điện của bộ phát điện bánh đà từ (vô lăng manhetic).
- Nơi ghi các ký hiệu: ĐCT, ĐCD, góc phun sớm, góc đánh lửa sớm...
- Các lỗ hoặc rãnh để quay bẩy bánh đà làm quay trục khuỷu.
- Lắp ráp với các cơ cấu truyền lực như bộ ly hợp ma sát khô hoặc bộ biến mô thuỷ lực;
khớp nối cứng hoặc mềm để dẫn động máy công tác ...
5.2.2. Vật liệu chế tạo và kết cấu bánh đà
Bánh đà của động cơ đốt trong tốc độ thấp và trung bình thường đúc bằng gang xám GX12 - 40 đến GX32 - 52.
Bánh đà của động cơ cao tốc có số vòng quay n > 4500 vg/ph thường đúc bằng thép các bon có thành phần các bon thấp.
Kích thước của bánh đà tuỳ thuộc vào kiểu loại và số xi lanh của động cơ. Động cơ có số xi lanh càng ít, tốc độ càng thấp, công suất càng lớn thì bánh đà càng lớn.
5.2.3. Phân loại bánh đà
Theo kết cấu bánh đà được chia ra thành 3 loại:
a. Bánh đà dạng đĩa
Loại bánh đà này thường được dùng trong động cơ ô tô, nó có kết cấu khá đơn giản, một mặt của bánh đà là mặt ma sát với đĩa ma sát của bộ ly hợp. Trên bánh đà còn ép vành răng khởi động.
b. Bánh đà dạng chậu
Loại bánh đà này thường dùng trong động cơ diesel máy kéo. Nó có phần vành khá dày nên "mô men bánh đà" khá lớn.
Hình 5.18. Bánh đà dạng đĩa.
1. Mặt ma sát; 2. Vành răng khởi động; 3. Mặt bích trên đuôi trục khuỷu
Hình 5.19 Bánh đà dạng chậu 1. Mặt ma sát; 2. Vành răng khởi động
3. Lỗ thoát nhiệt; 4. Lỗ thoát dầu.
c. Bánh đà dạng vành
Phần vành của bánh đà rất dày. Loại bánh đà này thường dùng cho động cơ diesel dùng trong nông nghiệp và động cơ phát điện.
Đối với loại động cơ diesel phát điện công suất lớn, số vòng quay thấp bánh đà có kích thước lớn vài mét, người ta còn thường dùng kiểu bánh đà dạng vành ghép bằng bu lông và có then định vị.
Ngoài các bánh đà trên ra, bánh đà từ của động cơ mô tô xe máy thường có dạng chậu, đúc bằng hợp kim nhôm và vành bánh đà có gắn các cực nam châm.
Bánh đà của động cơ có dùng bộ biến mô hoặc ly hợp thuỷ lực có kết cấu rất đặc biệt, trên bánh đà có đúc các cánh bơm.
Hình 5.20. Bánh đà dạng vành CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 5
1. Trình bày nhiệm vụ, điều kiện làm việc, yêu cầu và vật liệu chế tạo trục khuỷu.
2. Trình bày đặc điểm cấu tạo và ứng dụng các loại trục khuỷu trên động cơ đốt trong.
3. Trình bày các biện pháp tăng bền cho trục khuỷu.
4. Trình bày công dụng của bánh đà, đặc điểm kết cấu và ứng dụng các loại bánh đà trên động cơ đốt trong.
7. Phân tích đặc điểm kết cấu của các khuỷu trục dưới đây?
CHƯƠNG 6: THÂN MÁY, NẮP XI LANH VÀ CÁC DẠNG BUỒNG CHÁY 6.1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG
Thân máy và nắp xi lanh (nắp quy lát) là những chi tiết máy cố định có khối lượng lớn và kết cấu phức tạp vì hầu hết các cơ cấu và hệ thống của động cơ đốt trong đều lắp trên thân máy và nắp xi lanh.
Sơ đồ các chi tiết cố định của động cơ giới thiệu trên hình 6.1.
Tuỳ theo kiểu loại động cơ mà sơ đồ trên thay đổi:
- Nắp đậy 1 để che bụi và ngăn dầu nhờn vung té ra ngoài.
- Trong động cơ công suất lớn, nắp xi lanh 2 dùng riêng cho từng xi lanh, nắp đậy cũng riêng, mỗi nắp xi lanh một nắp đậy.
- Trong động cơ công suất nhỏ và trung bình, nắp xi lanh chung thì nắp đậy cũng chung.
- Thân máy 3 và hộp trục khuỷu 4 thường đúc liền (động cơ ô tô máy kéo) hoặc đúc rời (động cơ tĩnh tại, tàu thuỷ).
- Trong động cơ ô tô máy kéo thì các te 5 và máng dầu 6 làm thành một (gọi chung là các te).
- Trong động cơ tàu thuỷ và tĩnh tại thì các te 5 lại trở thành bệ máy, trục khuỷu lắp đặt trên bệ các te.
Hình 6.1.
Các chi tiết máy cố định của động cơ 1. Nắp đậy; 2. Nắp xi lanh;
3. Thân máy;4. Hộp trục khuỷu;
5. Các te; 6. Máng dầu
Thân máy và nắp xi lanh còn phụ thuộc rất lớn vào kiểu làm mát. Nếu động cơ làm mát bằng gió thì trên nắp xi lanh và thân máy còn có các cánh tản nhiệt.
Gaskets and oil seals
Engine seal kit Cylinder Head
Engine block
Oil pan
Cylinder head gasket
Liquid sealant
Oil seal Fire rings
Hình 6.2. Các thành phần của thân máy và nắp máy
6.1.1. Yêu cầu của nắp xi lanh và thân máy
- Có đủ độ cứng vững, khi chịu tải trọng lớn và nhiệt độ cao, ít bị biến dạng làm ảnh hưởng đến các chi tiết khác lắp trên thân máy và nắp xi lanh.
- Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật riêng của các hệ thống bôi trơn và làm mát.
- Kết cấu đơn giản, dễ tháo lắp và điều chỉnh các chi tiết máy, cơ cấu, dễ chế tạo, có khối lượng nhỏ.
6.1.2. Vật liệu và phương pháp chế tạo
Thân máy và nắp xi lanh thường đúc bằng gang xám GX15-32 đến GX24-44.
- Dùng hợp kim nhôm đối với động cơ cỡ nhỏ, chế tạo bằng phương pháp đúc.
- Riêng loại thân của động cơ có công suất lớn (thường trên 10.000 mã lực) đều làm theo phương pháp hàn bằng thép tấm.