Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.12 MB, 86 trang )
Mơ hình động cơ Diesel Mitsubishi
Trang 38
Contents
3.3. Trục khuỷu.
Trục khuỷu là một trong những chi tiết quan trọng nhất của động cơ. Giá thành của trục khuỷu từ 25 – 30 giá thành toàn bộ động cơ. Về khối lượng nó chiếm từ 7 – 15 khối
lượng động cơ.
3.3.1. Nhiệm vụ.
Trục khuỷu nhận lực tác dụng từ piston tạo mômen kéo các máy công tác và nhận năng lượng của bánh đà, sau đó truyền cho thanh truyền và piston thực hiện quá trình nén cũng
như trao đổi khí trong xylanh.
3.3.2. Điều kiện làm việc của trục khuỷu.
Trục khuỷu chịu lực tác dụng của khí thể, lực quán tính, của khối vận động thẳng P j và của khối lượng vận động quay P k. Các lực trên thay đổi theo chu kỳ và ứng suất uốn,
xoắn. Các cổ trục khuỷu bị mài mòn, quá trình làm việc trục khuỷu chịu va đập, rung. ¾
u cầu đối với trục khuỷu.
y Độ bền, độ cứng cao nhưng trọng lượng nhỏ và ít mòn. y Có độ chính xác cao, cổ trục mài bóng và có độ cứng cao.
y Không xảy ra cộng hưởng ở tốc độ sử dụng. y Bảo đảm cân bằng, dễ chế tạo.
3.3.3. Vật liệu chế tạo.
Trục khuỷu động cơ tốc độ thấp như động cơ tàu thuỷ và tĩnh tại được chế tạo bằng thép cacbon trung bình như thép C35, C40, C45. Còn trục khuỷu của động cơ cao tốc
thường dùng thép hợp kim crơm, niken. Động cơ cường hố như xe đua, xe du lịch trục khuỷu được chế tạo bằng thép hợp kim có các thành phần mangan, vơnphram…..
Ngồi ra, trục khuỷu của động cơ còn được chế tạo bằng gang graphit cầu.
3.3.4. Kết cấu trục khuỷu.
Mô hình động cơ Diesel Mitsubishi
Trang 39
Dựa vào kết cấu, phân hai loại trục khuỷu: –
Trục khuỷu nguyên : Trục khuỷu là một khối. –
Trục khuỷu ghép : Cổ trục, cổ chốt và má khuỷu được chế tạo riêng rồi lắp ép hay bắt bulông để thành trục khuỷu.
– Động cơ cỡ lớn hay dùng trục khuỷu chế tạo từng đoạn: Mỗi đoạn vài khuỷu trục rồi
lắp lại thành trục. Khi lắp nung nóng 200 – 250°C và lắp ép khơng cần then. –
Trục khuỷu có thể chia làm các phần sau: ©
Đầu trục khuỷu. ©
Cổ trục khuỷu. ©
Chốt khuỷu. ©
Má khuỷu. ©
Đuổi trục khuỷu.
Đầu trục khuỷu:
Hình: kết cấu tổng thể đầu trục khuỷu. Đầu trục khuỷu thường được cấu tạo:
– Đầu cũng có nắp vuốt khởi động êku răng sói ….
– Lắp các puli : dẫn động trục cam, bơm dầu nhờn, bơm cao áp… Chú ý dấu lắp ráp ở
bánh răng. –
Phốt chắn : chắn dầu và ổ chắn dọc trục vành chắn dầu trước bánh răng chủ động, ổ chắn dọc trục sau bánh răng chủ động.
– Một vài động cơ còn lắp thiết bị dập tắt dao động xoắn.
Tác dụng của thiết bị dập tắt dao động xoắn: Khi trục khuỷu quay ở phần đầu thường xuất hiện những lực xoắn biến thiên. Dao động xoắn làm giảm cơng suất của động cơ,
làm tăng sự hao mòn cặp bánh răng phân phối và đơi khi có thể gãy trục khủyu. Tác dụng của bộ phận dập tắt dao động xoắn là : khi xuất hiện các dao động xoắn thì vơ lăng do
khối lượng của nó quay đều và đầu trục sẽ trượt đối với vô lăng. Khi đó dưới tác dụng của lực ma sát xuất hiện giữa vô lăng và đĩa ma sát biên độ sẽ giảm.
“ Nguyên tắc hoạt động của chúng là năng lượng của các dao động xoắn của trục khuỷu sẽ bị hấp thu một phần thành công ma sát trong bộ phận làm tắt các dao động xoắn”.
Còn có những loại kết cấu khác cũng dùng lực ma sát để dập tắt sao động xoắn. Loại ma sát phân tử đĩa này đặt trong các lớp cao su.
Mơ hình động cơ Diesel Mitsubishi
Trang 40
Cổ trục khuỷu cổ chính:
Hình: kết cấu khuỷu trục yCổ trục: các cổ trục thường có cùng kích thước đường kính. đường kính cổ trục
thường tính theo sức bền và điều kiện hình thành màng dầu bôi trơn, quy định thời gian sử dụng và thời gian sửa chữa động cơ.
yTrong một và động cơ cổ trục làm lớn dần theo chiều từ đầu đến đuôi trục để đảm bảo sức bền và khả năng chịu lực của cổ trục được đông đều hơn.
yKhi đường kính cổ trục tăng làm tăng thêm độ cứng vững trục khuỷu mặt khác moment quán tính độc cực của trục khuỷu tăng lên, độ cứng chống xoắn của trục tăng lên
mà khối lượng chuyển động quay hệ thống trục khuỷu vẫn khơng thay đổi.
Tuy vậy khi tăng kính thước cổ trục chính kích thước của ổ bi trục sẽ tăng theo đồng thời trọng lượng trục khuỷu lớn nên ảnh hưởng đến tần số dao động xoắn của hệ trục có
thể xảy ra cộng hưởng trong phạm vi tốc độ sử dụng. Chốt khuỷu.
– Chốt khuỷu hướng theo các góc độ khác nhau tùy theo số lượng xylanh và thứ tự
làm việc của động cơ. –
Đường kính chốt khuỷu bằng hoặc nhỏ hơn đường kính cổ trục một ít. –
Chốt khuỷu thường khoan rỗng để giảm lực quán tính và chứa dầu bơi trơn bạc lót đầu to thanh truyền. Lỗ răng có thể bố trí đồng tâm hay lệch tâm với chốt khuỷu.
– Giữa chốt khủyu và cổ trục chính có đường dầu liên hệ thơng qua má khuỷu. Tác
dụng bơi trơn ở chốt khủyu như hình vẽ. –
Lỗ dẫn dầu từ tâm chốt khuỷu ra mặt ngoài được khoan ở vị trí chốt khuỷu chịu tải nhỏ nhất. Do lực li tâm, cặn bẩn được lắng đọng một phía buồng lọc và dầu sạch ở giữa
tâm chốt được dẫn đi bôi trơn. Má khuỷu.
– Phần nối liền chốt và cổ chính. Nó có nhiều hình dạng khác nhau như chữ nhật, hình
tròn, êlíp. –
Khi thiết kế người ta cố gắng giảm trọng lượng của má khuỷu. –
Trong động cơ có tỷ số SD nhỏ thì trên má khuỷu có một đoạn trùng điệp e giữa cổ trục và chốt khuỷu.
Mơ hình động cơ Diesel Mitsubishi
Trang 41
– Độ cứng vững của trục khuỷu tăng khi e tăng. Độ trùng điệp xác định theo công
thức :e = đch + đct 2 – R R là bán kính khuỷu R = S2.
– Khi có độ trùng điệp, sức bền của má khuỷu tăng, do đó giảm được chiều dày của má
khuỷu. Đối trọng:
Đối trọng dùng để cân bằng động cơ, làm cho máy chạy êm, giảm mài mòn trục khuỷu và các bộ phận khác. Đối trọng được tính tốn và bố trí sao cho vừa bảo đảm cân bằng tốt
gọn khơng ảnh hưởng đến kích thước của cacte. Đối trọng lắp với má khuỷu theo ba cách:
y Làm liền với má khuỷu : Hay dùng với động cơ ô tô máy kéo, động cơ xăng cỡ nhỏ. y Hàn đối trọng vào má khuỷu : Cách này dễ gây biến dạng trục khuỷu nên ít dùng.
y Đối trọng chế tạo riêng rồi lắp lên má khuỷu bằng bulơng, loại này hay dùng.
Mơ hình động cơ Diesel Mitsubishi
Trang 42
Đi trục khuỷu.
Thơng thường đi trục khuỷu có mặt bích để lắp bánh đà và được làm rỗng để lắp vòng bi đỡ trục sơ cấp hộp số.
Trên bề mặt ngỗng trục có lắp phớt chắn dầu, tiếp đó là ren hồi dầu có nhiều xoắn ngược với chiều quay của trục khuỷu để gạt dầu trở lại. Sát với cổ trục cuối cùng là cổ
chắn dầu. Dầu được các kết cấu chắn dầu ngăn lại và rơi xuống và theo lỗ thoát trở về cacte.
3.4. Kiểm tra kỹ thuật piston. 3.5.1.Làm sạch piston.
Trục khuỷu là một trong những chi tiết quan trọng nhất của động cơ. Giá thành của trục khuỷu từ 25 – 30 giá thành toàn bộ động cơ. Về khối lượng nó chiếm từ 7 – 15 khốilượng động cơ.Trục khuỷu nhận lực tác dụng từ piston tạo mômen kéo các máy công tác và nhận năng lượng của bánh đà, sau đó truyền cho thanh truyền và piston thực hiện quá trình nén cũngnhư trao đổi khí trong xylanh.Trục khuỷu chịu lực tác dụng của khí thể, lực quán tính, của khối vận động thẳng P j và của khối lượng vận động quay P k. Các lực trên thay đổi theo chu kỳ và ứng suất uốn,xoắn. Các cổ trục khuỷu bị mài mòn, quá trình làm việc trục khuỷu chịu va đập, rung. ¾u cầu đối với trục khuỷu.y Độ bền, độ cứng cao nhưng trọng lượng nhỏ và ít mòn. y Có độ chính xác cao, cổ trục mài bóng và có độ cứng cao.y Không xảy ra cộng hưởng ở tốc độ sử dụng. y Bảo đảm cân bằng, dễ chế tạo.Trục khuỷu động cơ tốc độ thấp như động cơ tàu thuỷ và tĩnh tại được chế tạo bằng thép cacbon trung bình như thép C35, C40, C45. Còn trục khuỷu của động cơ cao tốcthường dùng thép hợp kim crơm, niken. Động cơ cường hố như xe đua, xe du lịch trục khuỷu được chế tạo bằng thép hợp kim có các thành phần mangan, vơnphram…..Ngồi ra, trục khuỷu của động cơ còn được chế tạo bằng gang graphit cầu.Mô hình động cơ Diesel MitsubishiTrang 39Dựa vào kết cấu, phân hai loại trục khuỷu: -Trục khuỷu nguyên : Trục khuỷu là một khối. -Trục khuỷu ghép : Cổ trục, cổ chốt và má khuỷu được chế tạo riêng rồi lắp ép hay bắt bulông để thành trục khuỷu.- Động cơ cỡ lớn hay dùng trục khuỷu chế tạo từng đoạn: Mỗi đoạn vài khuỷu trục rồilắp lại thành trục. Khi lắp nung nóng 200 – 250°C và lắp ép khơng cần then. -Trục khuỷu có thể chia làm các phần sau: ©Đầu trục khuỷu. ©Cổ trục khuỷu. ©Chốt khuỷu. ©Má khuỷu. ©Đuổi trục khuỷu.Đầu trục khuỷu:Hình: kết cấu tổng thể đầu trục khuỷu. Đầu trục khuỷu thường được cấu tạo:- Đầu cũng có nắp vuốt khởi động êku răng sói ….- Lắp các puli : dẫn động trục cam, bơm dầu nhờn, bơm cao áp… Chú ý dấu lắp ráp ởbánh răng. -Phốt chắn : chắn dầu và ổ chắn dọc trục vành chắn dầu trước bánh răng chủ động, ổ chắn dọc trục sau bánh răng chủ động.- Một vài động cơ còn lắp thiết bị dập tắt dao động xoắn.Tác dụng của thiết bị dập tắt dao động xoắn: Khi trục khuỷu quay ở phần đầu thường xuất hiện những lực xoắn biến thiên. Dao động xoắn làm giảm cơng suất của động cơ,làm tăng sự hao mòn cặp bánh răng phân phối và đơi khi có thể gãy trục khủyu. Tác dụng của bộ phận dập tắt dao động xoắn là : khi xuất hiện các dao động xoắn thì vơ lăng dokhối lượng của nó quay đều và đầu trục sẽ trượt đối với vô lăng. Khi đó dưới tác dụng của lực ma sát xuất hiện giữa vô lăng và đĩa ma sát biên độ sẽ giảm.“ Nguyên tắc hoạt động của chúng là năng lượng của các dao động xoắn của trục khuỷu sẽ bị hấp thu một phần thành công ma sát trong bộ phận làm tắt các dao động xoắn”.Còn có những loại kết cấu khác cũng dùng lực ma sát để dập tắt sao động xoắn. Loại ma sát phân tử đĩa này đặt trong các lớp cao su.Mơ hình động cơ Diesel MitsubishiTrang 40Cổ trục khuỷu cổ chính:Hình: kết cấu khuỷu trục yCổ trục: các cổ trục thường có cùng kích thước đường kính. đường kính cổ trụcthường tính theo sức bền và điều kiện hình thành màng dầu bôi trơn, quy định thời gian sử dụng và thời gian sửa chữa động cơ.yTrong một và động cơ cổ trục làm lớn dần theo chiều từ đầu đến đuôi trục để đảm bảo sức bền và khả năng chịu lực của cổ trục được đông đều hơn.yKhi đường kính cổ trục tăng làm tăng thêm độ cứng vững trục khuỷu mặt khác moment quán tính độc cực của trục khuỷu tăng lên, độ cứng chống xoắn của trục tăng lênmà khối lượng chuyển động quay hệ thống trục khuỷu vẫn khơng thay đổi.Tuy vậy khi tăng kính thước cổ trục chính kích thước của ổ bi trục sẽ tăng theo đồng thời trọng lượng trục khuỷu lớn nên ảnh hưởng đến tần số dao động xoắn của hệ trục cóthể xảy ra cộng hưởng trong phạm vi tốc độ sử dụng. Chốt khuỷu.- Chốt khuỷu hướng theo các góc độ khác nhau tùy theo số lượng xylanh và thứ tựlàm việc của động cơ. -Đường kính chốt khuỷu bằng hoặc nhỏ hơn đường kính cổ trục một ít. -Chốt khuỷu thường khoan rỗng để giảm lực quán tính và chứa dầu bơi trơn bạc lót đầu to thanh truyền. Lỗ răng có thể bố trí đồng tâm hay lệch tâm với chốt khuỷu.- Giữa chốt khủyu và cổ trục chính có đường dầu liên hệ thơng qua má khuỷu. Tácdụng bơi trơn ở chốt khủyu như hình vẽ. -Lỗ dẫn dầu từ tâm chốt khuỷu ra mặt ngoài được khoan ở vị trí chốt khuỷu chịu tải nhỏ nhất. Do lực li tâm, cặn bẩn được lắng đọng một phía buồng lọc và dầu sạch ở giữatâm chốt được dẫn đi bôi trơn. Má khuỷu.- Phần nối liền chốt và cổ chính. Nó có nhiều hình dạng khác nhau như chữ nhật, hìnhtròn, êlíp. -Khi thiết kế người ta cố gắng giảm trọng lượng của má khuỷu. -Trong động cơ có tỷ số SD nhỏ thì trên má khuỷu có một đoạn trùng điệp e giữa cổ trục và chốt khuỷu.Mơ hình động cơ Diesel MitsubishiTrang 41- Độ cứng vững của trục khuỷu tăng khi e tăng. Độ trùng điệp xác định theo côngthức :e = đch + đct 2 – R R là bán kính khuỷu R = S2.- Khi có độ trùng điệp, sức bền của má khuỷu tăng, do đó giảm được chiều dày của mákhuỷu. Đối trọng:Đối trọng dùng để cân bằng động cơ, làm cho máy chạy êm, giảm mài mòn trục khuỷu và các bộ phận khác. Đối trọng được tính tốn và bố trí sao cho vừa bảo đảm cân bằng tốtgọn khơng ảnh hưởng đến kích thước của cacte. Đối trọng lắp với má khuỷu theo ba cách:y Làm liền với má khuỷu : Hay dùng với động cơ ô tô máy kéo, động cơ xăng cỡ nhỏ. y Hàn đối trọng vào má khuỷu : Cách này dễ gây biến dạng trục khuỷu nên ít dùng.y Đối trọng chế tạo riêng rồi lắp lên má khuỷu bằng bulơng, loại này hay dùng.Mơ hình động cơ Diesel MitsubishiTrang 42Đi trục khuỷu.Thơng thường đi trục khuỷu có mặt bích để lắp bánh đà và được làm rỗng để lắp vòng bi đỡ trục sơ cấp hộp số.Trên bề mặt ngỗng trục có lắp phớt chắn dầu, tiếp đó là ren hồi dầu có nhiều xoắn ngược với chiều quay của trục khuỷu để gạt dầu trở lại. Sát với cổ trục cuối cùng là cổchắn dầu. Dầu được các kết cấu chắn dầu ngăn lại và rơi xuống và theo lỗ thoát trở về cacte.
