Chơng Các cấu động Giới thiệu chung: cấu chính: Cơ cấu khuỷu trục truyền cấu phối khí Cơ cấu khuỷu trục - TT: - Nhóm chi tiết cố định cấu khuỷu trục truyền gồm có: thân máy, nắp xy lanh, ống lót xy lanh, ổ trục - Nhóm chi tiết chuyển động cấu khuỷu trục truyền gồm có: pít tông, truyền, trục khuỷu bánh đà Cơ cấu phối khí: xupáp, lò so xupáp, đế xupáp, cò mổ, đũa đẩy, đội, trục cam, dẫn động trục cam, pha phối khí Cơ cấu khuỷu trục truyền (CC KTTT) Lực mô men tác dụng lên chi tiết CC KT-TT Lực khí thể Lực khí thể hợp lực lực khí cháy sinh tác dụng đỉnh pít tông lực áp suất tác dụng không gian phía dới đỉnh pít tông Quy lực riêng Lực tác dụng động xy lanh đỉnh piston gọi áp suất: p k = p k ' p k " Lực quán tính - Lực quán tính khối lợng tham gia chuyển động tịnh tiến Pj tích số khối lợng tham gia chuyển động tịnh tiến với gia tốc chuyển động pít tông - Khối lợng chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến khối lợng pít tông, chốt pít tông, xéc măng, khóa hãm chốt pít tông phần khối lợng đầu nhỏ truyền quy đờng tâm chốt pít tông (khối lợng thờng chọn (0,2 ữ 0,3) khối lợng toàn truyền) - Lực quán tính đợc tính đơn vị diện tích đỉnh pít tông p = p k + p j - Lực tổng P tác dụng theo đờng tâm xy lanh đợc chia thành lực ngang N tác dụng vuông góc với đờng tâm xy lanh lực Ptt tác dụng dọc theo đờng tâm truyền - Lực ngang N ép pít tông vào thành xy lanh gây hao mòn bề mặt làm việc Lực N vừa thay đổi trị số, vừa thay đổi chiều tác dụng Lực ngang N với cánh tay đòn L tạo mô men lật động tác dụng lên bệ đỡ động - Lực Ptt đợc rời theo đờng tác dụng đến tâm chốt khuỷu đợc phân thành hai lực, lực tiếp tuyến T tác dụng vuông góc với khuỷu trục lực pháp tuyến Z tác dụng theo đờng tâm má khuỷu - Mô men xoắn Mx động cơ: Mx = T x R - Phần khối lợng quay trục khuỷu phần khối lợng đầu to truyền quy dẫn đờng tâm chốt khuỷu sinh lực quán tính ly tâm Pr Pr hớng từ tâm quay trùng với phơng lực Z Pr Z tác dụng lên ổ trục trục khuỷu - Lực quán tính ly tâm thờng đợc cân bằng cách đặt đối trọng phơng kéo dài má khuỷu Các chi tiết cố định cấu khuỷu trục - TT (vỏ động cơ) Vỏ động gồm chi tiết: thân máy, nắp xy lanh, ống lót xy lanh, ổ trục Vỏ động B2 Các te dới; Gu jông ổ trục chính; Nắp ổ trục chính; Bu lông ngang ổ trục chính; Hộp trục khuỷu (các te trên); Thân xy lanh; Nắp xy lanh; Gu jông chịu lực 2.1 Thân máy Nhiệm vụ: phận vỏ động cơ, bố trí ống lót xylanh, ổ trục chính, áo nớc làm mát, cấu dẫn động, hệ thống đờng ống Yêu cầu: - Đảm bảo độ cứng vững mặt phẳng nằm ngang mặt phẳng dọc động cơ; - Phải đơn giản mặt kết cấu, dễ chế tạo có khối lợng nhỏ Vật liệu chế tạo: - Động diesel: chủ yếu đợc đúc gang, gần sủ dụng hợp kim nhôm đúc - ĐC xăng: chủ yếu đợc đúc nhôm, có loại sử dụng gang Cấu tạo: kiểu thân xy lanh - hộp trục khuỷu, kiểu thân rời, kiểu tunen (Tatra) Thân máy kiểu thân xy lanh hộp trục khuỷu Hộp trục khuỷu; 2,3 Đờng dầu bôi trơn; Vách ngăn ổ trục 2.2 Xy lanh chi tiết quan trọng vỏ động Nhiệm vụ: - Cùng với nắp máy, đỉnh pít tông tạo không gian thể tích công tác động (Va, Vc, Vh) - Thành xy lanh dùng để dẫn hớng pít tông chuyển động tịnh tiến; Điều kiện làm việc: nặng nhọc thờng xuyên tiếp xúc với SVC có áp suất nhiệt độ cao, chịu mài mòn ma sát, va đập Sự mòn xy-lanh dẫn đến số khuyết tật nh: Tiếng gõ cạnh pittông Tiêu hao nhiều dầu động bất thờng Lọt khí nén Mòn hỏng mặt xy-lanh nguyên nhân sau đây: Bôi trơn không đủ Bảo dỡng dầu động lọc dầu không Bụi lọt vào động Hỗn hợp không khí-nhiên liệu giàu Quá nóng Quá nguội Yêu cầu: bề mặt bên xy lanh (mặt gơng) phải đợc gia công với độ bền, độ cứng vững, khả chống mòn , độ xác độ bóng cao Cấu tạo: - Xy lanh đợc chế tạo rời đúc liền với thân máy - Xy lanh phải đợc làm mát chất lỏng không khí để giữ cho nhiệt độ thành xy lanh ứng suất nhiệt xy lanh nằm giới hạn cho phép Xy lanh động làm mát không khí - ĐC điêden, áp suất khí nén cháy giãn nở cao nên pít tông có từ ữ xéc măng khí, đảm bảo dễ khở động động Vật liệu chế tạo: gang với chất phụ gia nh crôm, niken, molipden để xéc măng có đủ sức bền cần thiết, độ cứng cao khả chống mòn tốt b Xéc măng dầu: để gạt dầu thừa từ bề mặt gơng xy lanh te, tránh bơm dầu vào buồng cháy san lớp dầu bề mặt gơng xy lanh Một phần dầu đợc dẫn lên buồng cháy tác dụng bơm dầu xéc măng khí, gây tiêu hao dầu nhờn lớn, gây muội than kết cốc thành buồng cháy Trên pít tông ngời ta lắp từ ữ xéc măng dầu - Đợc bố trí phần thân pít tông phần đầu pít tông phía dới xéc măng khí Cấu tạo: bề mặt xéc măng đợc làm có dạng hình côn vát Khi xéc măng chuyển động lên phía trên, bơi lớp dầu, pít tông chuyển động xuống phía dới, cạnh sắc xéc măng có tác dụng gạt dầu Để thoát dầu, thành pít tông ngời ta khoan lỗ thoát dầu rẵnh thoát dầu Cách bố trí miệng xéc măng 3.2.3 Chốt pít tông Nhiệm vụ: nối pít tông với đầu nhỏ truyền Điều kiện làm việc: chịu tác dụng lực có giá trị lớn, thay đổi dấu trị số Vật liệu chế tạo: thép cacbon chất lợng cao thép hợp kim Bề mặt chốt thờng đợc thấm than để đạt độ cứng lớn Cấu tạo: - Tiết diện ngang chốt đặc vành khăn, bề mặt bên hình trụ trơn, trụ bậc hoặchình côn - Tiết diện dọc hình côn chốt pít tông nh dầm chịu uốn phân bố giảm đợc khối lợng cho chốt pít tông - Hai đầu chốt đợc lắp lỗ bệ chốt pít tông, phần nối với đầu nhỏ truyền - PP lắp ghép: thờng sử dụng phơng án lắp bơi, chốt xoay tự bệ chốt đầu nhỏ truyền - Khóa hãm lò xo dùng nút hãm chế tạo loại hợp kim mềm để hạn chế dịch chuyển chiều trục chốt pít tông 3.2.4 Thanh truyền Nhiệm vụ: dùng để nối pít tông với trục khuỷu Điều kiện làm việc: truyền thực chuyển động song phẳng chịu tác dụng tải trọng thay đổi lực khí thể lực quán tính gây nên Lực tác dụng truyền gây biến dạng phức tạp: kéo, nén, uốn dọc uốn ngang Do truyền cần phải đủ bền độ cứng vững có khối lợng nhỏ Vật liệu: thờng thép cacbon thép hợp kim đợc chế tạo phơng pháp rèn dập, sau tiến hành gia công khí nhiệt luyện Phân loại: Tùy theo kiểu động việc bố trí xy lanh, truyền đợc chia thành ba nhóm: - TT động hàng xy lanh, - TT động nhiều hàng xy lanh - TT động có cấu khuỷu trục truyền có guốc trợt Cấu tạo: gồm phần: đầu nhỏ, thân đầu to Thân truyền; Đầu nhỏ truyền; Đai ốc bulông truyền; Đầu to truyền; Nắp đầu to truyền; Bulông truyền Đầu nhỏ truyền: đợc chế tạo liền khối có dạng hình trụ Trên đầu nhỏ có ép bạc lót chế tạo đồng thép có tráng lớp hợp kim chống mòn để làm ổ trợt cho chốt pít tông Bôi trơn đầu nhỏ: Dầu đợc dẫn lên từ trục khuỷu qua lỗ dầu khoan dọc thân truyền hứng dầu vung té lên trình động làm việc Đôi đầu nhỏ truyền có lắp ổ lăn, chủ yếu động cỡ nhỏ, song tính chất va đập tải trọng tác dụng lên đầu nhỏ truyền mà ổ lăn đợc sử dụng Thân TT: dùng để nối đầu nhỏ với đầu to truyền có hình dạng khác Để tránh tập trung ứng suất đoạn chuyển tiếp từ thân tới đầu truyền đợc làm với bán kính góc lợn lớn thân truyền đợc làm lớn dần từ đầu nhỏ đến đầu to truyền Tiết diện ngang thân truyền thờng có dạng hình chữ I Đầu to truyền: chia thành hai nửa có kích thớc cho luồn đợc pít tông truyền qua xy lanh Mặt phân chia thờng làm vuông góc với đờng tâm truyền Nắp đầu to truyền đợc định vị với phần nhiều phơng án khác nhau: nhờ bulông định vị, nhờ vấu định vị nắp nhờ ca mặt tiếp giáp - Có thể tráng trực tiếp hợp kim chống mòn đầu to truyền dùng bạc lót có tráng hợp kim chống mòn Thanh truyền động chữ V: có ba cách bố trí truyền chốt khuỷu: Thanh truyền phụ: phần đầu to truyền có hai tai đợc bố trí góc định tơng ứng với góc nhị diện hai đờng tâm xy lanh Thanh truyền phụ có đầu không chia nửa, có lắp bạc lót Thanh truyền phụ đợc nối với truyền nhờ chốt, đặt tai đầu to truyền Dầu bôi trơn cho bề mặt làm việc chốt phụ đợc dẫn tới từ truyền qua hệ thống lỗ khoang bên chốt phụ Thanh truyền phụ động chữ V Thanh truyền hình nạng truyền trung tâm: đầu to truyền hình nạng đợc chia thành hai nửa ôm khít với bạc lót thép đầu to truyền Lớp hợp kim chống mòn bạc lót đợc phủ bề mặt bên bề mặt bên đoạn lắp ghép với truyền trung tâm Thanh truyền trung tâm có đầu to đợc chia thành hai nửa lắp bạc lót đầu to truyền hình nạng Thanh truyền hình nạng truyền trung tâm động hình chữ V Thanh truyền đồng dạng: chốt khuỷu lắp liên tiếp hai truyền cho hai xy lanh hai dãy Ưu nhợc điểm loại: Ưu điểm loại truyền tổ hợp có truyền truyền phụ đầu to truyền có độ cứng vững lớn Nhợc điểm loại truyền hành trình pít tông nối với truyền truyền phụ không giống kết cấu phức tạp Thanh truyền tổ hợp kiểu truyền hình nạng truyền trung tâm đảm bảo hành trình pít tông nối với hai truyền nh nhng kết cấu phức tạp độ cứng vững đầu to truyền không lớn Khi dùng truyền đồng dạng, đờng tâm xy lanh hai xy lanh hai dãy phải bố trí lệch đoạn, làm chiều dài động tăng lên gây phức tạp cho việc bố trí cấu phối khí Loại truyền hay đợc sử dụng, đặc biệt động sáu tám xy lanh 5.4.3 Trục khuỷu Nhiệm vụ: với TT biến chuyển động tịnh tiến piston thành chuyển động quay truyền đến máy công tác Đặc điểm: - Trục khuỷu chi tiết quan trọng nhất, chịu phụ tải lớn có giá thành cao động Giá thành chế tạo trục khuỷu thờng chiếm khoảng 25 ữ 30% giá thành chế tạo toàn động - Trục khuỷu chịu tác dụng lực khí thể, lực quán tính khối lợng tham gia chuyển động tịnh tiến, khối lợng tham gia chuyển động quay, gây nên ứng suất xoắn uốn có giá trị lớn Ngoài xuất ứng suất dao động xoắn động làm việc, chịu ma sát mài mòn lớn Yêu cầu: có sức bền học cao, độ cững vững lớn, khả chống mòn cao bề mặt làm việc (cổ trục chốt khuỷu) khối lợng không lớn (khối lợng trục khuỷu chiếm khoảng ữ 15% khối lợng động cơ) Vật liệu: Trục khuỷu đợc chế tạo thép bon chất lợng cao thép hợp kim phơng pháp rèn dập đúc gang có sức bền cao thép Cấu tạo: - TK động điêden chịu tải trọng lớn động xăng áp suất khí cháy lớn, tốc độ tăng áp suất cao, khối lợng chi tiết cấu khuỷu trục truyền lớn thờng làm đủ cổ trục, nghĩa số cổ trục nhiều số chốt khuỷu - TK đcơ xăng thờng đợc làm thiếu cổ trục, rút ngắn đợc chiều dài trục khuỷu - Để cân động cơ, trục khuỷu có đối trọng Phần lớn đối trọng đợc chế tạo liền với má khuỷu Khi chế tạo rời, đối trọng đợc bắt chặt với má khuỷu bulông, mối hàn - Phần lớn TK đcơ ô tô, máy kéo chế tạo liền khối, động công suất lớn động xe mô tô ngời ta hay dùng trục khuỷu phân đoạn Một số ý: [...]... - TT động cơ một hàng xy lanh, - TT động cơ nhiều hàng xy lanh - TT động cơ có cơ cấu khuỷu trục thanh truyền có guốc trợt Cấu tạo: gồm 3 phần: đầu nhỏ, thân và đầu to 1 Thân thanh truyền; 2 Đầu nhỏ thanh truyền; 3 Đai ốc bulông thanh truyền; 4 Đầu to thanh truyền; 5 Nắp đầu to thanh truyền; 6 Bulông thanh truyền ... tông, phần giữa nối với đầu nhỏ thanh truyền - PP lắp ghép: thờng sử dụng phơng án lắp bơi, trong đó chốt có thể xoay tự do trong bệ chốt và đầu nhỏ thanh truyền - Khóa hãm lò xo hoặc dùng nút hãm chế tạo bằng các loại hợp kim mềm để hạn chế dịch chuyển chiều trục của chốt pít tông 3.2.4 Thanh truyền Nhiệm vụ: dùng để nối pít tông với trục khuỷu Điều kiện làm việc: thanh truyền thực hiện chuyển động... tính gây nên Lực tác dụng trên thanh truyền gây ra biến dạng rất phức tạp: kéo, nén, uốn dọc và uốn ngang Do đó thanh truyền cần phải đủ bền và độ cứng vững khi có khối lợng nhỏ Vật liệu: thờng là thép cacbon hoặc thép hợp kim và đợc chế tạo bằng phơng pháp rèn dập, sau đó tiến hành gia công cơ khí và nhiệt luyện Phân loại: Tùy theo kiểu động cơ và việc bố trí xy lanh, thanh truyền đợc chia thành ba... thờng dùng ổ trợt - ổ trợt có bạc lót hình trụ chia thành hai nửa - bạc lót đợc chế tạo bằng gang, thép hoặc đồng thanh, bề mặt tiếp xúc của bạc với cổ trục đợc phủ một lớp hợp kim chống mòn - Có 2 loại bạc lót: dày và mỏng - Bạc lót mỏng chỉ làm bằng thép và tráng một lớp hợp kim đồng thanh chì với chiều dày (0,3 ữ 0,7) mm Bạc lót dày có tráng hợp kim ba bít - ở mặt tiếp giáp giữa hai nửa bạc lót... mòn hoặc dùng các vòng đệm tỳ lắp trong rãnh của các vách ngăn và rãnh trên nắp ổ trục 3 Các chi tiết chuyển động của cơ cấu KT-TT: 3.1 Giới thiệu Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền là một cơ cấu chính của động cơ Sơ đồ cơ cấu khuỷu trục thanh truyền (CCKTTT) a CCKTTT động cơ một hàng xy lanh; b CCKTTT động cơ hình chữ V; 3.2 Nhóm pít tông gồm pít tông, xéc măng, chốt pít tông, khoá (hoặc nút hãm) chốt... độ tải nhỏ - Gang: có sức bền cơ học lớn, chống mòn tốt và có hệ số giãn nở dài vì nhiệt nhỏ nhng lại có khối lợng lớn - Pít tông thờng đợc làm mát bằng dầu dẫn theo đờng tâm thanh truyền và phun ra qua các lỗ phun trên đầu nhỏ thanh truyền hoặc dầu vung té 3.2.2 Xéc măng Công dụng: bao kín và gạt dầu bôi trơn Phân loại: theo công dụng, xéc măng đợc chia thành hai loại là xéc măng khí và xéc măng dầu... măng sẽ có tác dụng gạt dầu Để thoát dầu, trên thành pít tông ngời ta khoan các lỗ thoát dầu hoặc các rẵnh thoát dầu Cách bố trí miệng xéc măng 3.2.3 Chốt pít tông Nhiệm vụ: nối pít tông với đầu nhỏ thanh truyền Điều kiện làm việc: chịu tác dụng của lực có giá trị rất lớn, thay đổi về dấu và trị số Vật liệu chế tạo: thép cacbon chất lợng cao hoặc bằng thép hợp kim Bề mặt ngoài của chốt thờng đợc thấm... trong những chi tiết quan trọng nhất, làm việc nặng nhọc nhất của động cơ Nhiệm vụ: - Đảm bảo hình dạng yêu cầu của buồng cháy và bao kín không gian thể tích công tác của động cơ; - Truyền lực khí thể cho thanh truyền và thành xy lanh; - Đóng mở các cửa nạp và cửa thải (đối với động cơ hai kỳ) Điều kiện làm việc: Pít tông chịu tác dụng của lực khí thể, lực quán tính và chịu phụ tải nhiệt do tiếp xúc với