Bài giảng Kỹ thuật sửa chữa động cơ xăng - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH
BỘ MÔN CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ơ TƠ - KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BÀI GIẢNG

KỸ THUẬT SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ XĂNG
(Dành cho sinh viên bậc Đại học)
(LƯU HÀNH NỘI BỘ)

Quảng Ninh, 2020


Bài 1: cạo, rà nắp máy
I. Mục tiêu

Sau khi học xong bài này sinh viên sẽ có khả năng:
- Nhận biết đ-ợc những sai hỏng của nắp máy .
- Thực hiện quy trình cạo rà lắp máy đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Đảm bảo an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp.
II. Điều kiện cho dạy và học

- Giáo án, đề c-ơng bài giảng, tài liệu phát tay, phim chiếu .
- Dụng cụ tháo lắp , sửa chữa.
- Nắp máy.
III. Nội dung
3.1. Chuẩn bị các loại dao cạo

3.1.1. Cấu tạo các loại dao cạo
- Mũi cạo thẳng có cấu tạo giống
cây dũa dẹt, ở đầu và l-ỡi cắt có tiết

diện hình chữ nhật.
- Mũi cạo kéo giống mũi cạo
thẳng nh-ng phần l-ỡi cắt có cấu tạo
hợp với thân một góc nghiêng dùng để
cạo mặt phẳng.
- Mũi cạo tam giác gồm ba l-ỡi
cắt hợp thành ba góc có tiết diện tam
Hình 9.1: Các loại dao cạo

giác dùng để cạo mặt cong.

- Mũi cạo cong có thành phần trụ đ-ợc lắp vào cán gỗ, l-ỡi cắt có dạng cong hình
dao, dùng để cạo các mặt cong.
3.1.2. Cách mài sửa mũi dao cạo
*Mũi cạo thẳng: Đặt mũi cạo nằm trên bệ tỳ của đá mài sao cho tâm mũi cạo thẳng
góc với chu vi đá mài. Giữ cho đầu mút của dao cạo luôn luôn tiếp xúc với đá mài, tay
phải tạo ra chuyển động qua lại trên mặt chu vi đá. Chọn thỏi đá mài hạt mịn và gá đặt
vào thành gỗ. Bôi lên bề mặt của đá một lớp dầu máy hoặc tẩm n-ớc. Đặt dao cạo ở vị trí
thẳng đứng sao cho mặt mút của dao cạo nằm trên bề mặt của thỏi đá. Cầm cán dao bằng
hai ngón tay trái, ấn nhẹ xuống đá mài. Tay phải cầm lấy phần cắt của dao và tạo cho dao
chuyển động theo toàn bộ bề mặt muốt của mặt cong.
Tiến hành mài nghiền theo mặt phẳng ở vị trí nằm ngang, giữ mũi cạo bằng hai tay
và cho chuyển động theo phần l-ỡi cắt.

Tài liệu học tập

1


Kết thúc việc mài nghiền của mũi dao cạo

sau khi đà khử hết vết mài sắc trên máy mài
ở các mặt trên mũi cạo.
*Mũi cạo tam giác: Tay phải cầm cánmũi
dao cạo, ngón tay trái giữ vào rÃnh trên các mặt
bên của dao cạo, ấn nhẹ và đều dao cạo vào chu
vi của đá mài theo góc nghiêng khoảng 450.
Khi dao cạo chuyển động ra phía tr-ớc
Hình 9.2: cách mài sửa các loại dao cạo

hạ nhẹ nhàng tay phải xuống thấp, khi

dao chuyển động ra phía sau nâng tay phải lên trên.
Di chuyển dao cạo theo chu vi của đá mài lần l-ợt mài sắc cả 3 cạnh của phần cắt,
mài mặt l-ợn giữa các cạnh sắc.
*Kiểm tra chất l-ợng mài sắc: góc mài sắc bằng th-ớc đo góc. L-ỡi cắt phải nhẵn
bóng.
3.2. Chuẩn bị nắp máy và bột rà

- Chuẩn bị nắp máy, bột rà.
- Rà bột màu lên bàn máp, nhấc nắp máy lên
bàn máp để nắp máy tiếp xúc với bàn máp.
- Nhấc nắp máy ra khỏi bàn máp và quan sát.
- Hết sức nhẹ nhàng đặt nắp máy lên bàn máp

Hình 9.3: Kiểm tra nắp máy trên bàn máp

tránh va chạm làm x-ớc bề mặt lắp ghép
IV. Quy trình cạo nắp máy
- Quan sát bột màu trên phần nắp máy bắt

đầu cạo từ phần có dính màu đậm nhất trên nắp
máy.
- Khi cạo chú ý tiến hành theo 2 b-ớc lớn:
+ Cạo thô: 4-5mm/lần cạo, bắt đầu cạo từ
phần đậm nhất trên thân máy.
+ Cạo tinh: Sau cạo thô ta tiến hành cạo
tinh, chiều rộng của phoi tạo ra rất nhỏ từ 2-3

Hình 9.3: Cạo,rà nắp máy

mm/lần cạo.
* Chú ý: Trong khi cạo phải tiến hành nhẹ nhàng, tránh hiện t-ợng cạo phoi đi
nhiều trên lần cạo. Th-ờng xuyên rà lại bột màu để kiểm tra trong khi cạo, khi nào thấy
diện tích bột màu t-ơng đối đều trên toàn bộ nắp máy khoảng 95% mà không xuất hiện
các vết màu quá đậm thì quá trình cạo rà nắp máy hoàn thành.

Tài liệu học tập

2


*Yêu cầu sau khi cạo:
- Kiểm tra độ cong vênh của nắp máy, nếu
thấy lớn hơn 0,10mm trên chiều dài 100mm thì
cạo rà lại.
- Kiểm tra độ phẳng của nắp máy trên bàn
máp.
- Kiểm tra vết tiếp xúc của nắp máy bằng
cách đ-a nắp máy lên bàn máp đà có bột rà, nhấc
nắp máy ra khỏi bàn máp quan sát diƯn tÝch tiÕp

xóc cđa bét mµu khi nµo thÊy diƯn tích bột màu

Hình 9.4: Kiểm tra vết tiếp xúc

t-ơng đối đều trên toàn bộ nắp máy khoảng 95% mà không xuất hiện các vết màu quá
đậm thì quá trình cạo rà nắp máy đ-ợc hoàn thành.

Bài 2: Sửa chữa thân máy, đáy dầu
I. Mục tiêu

Sau khi nghiên cứu bài này sinh viên sẽ có khả năng:
- Nhận biết đ-ợc những sai hỏng của thân máy.
- Thực hiện qui trình sửa chữa thân máy, đáy dầu đúng yêu cầu kỹ thuật.

Tài liÖu häc tËp

3


- Đảm bảo an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp.
II. Điều kiện cho dạy và học
- Giáo án, đề c-ơng bài giảng, tài liệu phát tay cho sinh viên, phim chiếu.
- Dụng cụ tháo lắp.

- Dụng cụ kiểm tra sửa chữa.
- Thân máy, đáy dầu.
III. Nội dung
3.1. sửa chữa Thân máy

3.1.1. Những h- hỏng, nguyên nhân tác hại

- Thân máy bị nứt, vỡ do sự cố của piston,
thanh truyền hoặc do đổ n-ớc lạnh vào khi động cơ
còn nóng. Làm công suất động cơ yếu hoặc động cơ sẽ
không làm việc đ-ợc.
- Đ-ờng ống dẫn n-ớc th-ờng bị ăn mòn hoá
học. Gây tắc hoặc làm thủng đ-ờng ống dẫn n-ớc làm

Hình 10.1: Thân máy

mát, dẫn đến thiếu hoặc không có n-ớc làm mát khi
động cơ làm việc làm động cơ nóng lên nhanh chóng,
giảm công suất của động cơ, tuổi thọ động cơ giảm.
- Các đ-ờng dẫn dầu bôi trơn bị bẩn, tắc do làm việc lâu ngày. Gây thiếu dầu bôi
trơn hoặc không có dầu bôi trơn đến bề mặt các chi tiết làm việc, làm các chi tiết đó
nhanh mòn hỏng dẫn tới công suất động cơ giảm. Tuổi thọ động cơ giảm.
- Các lỗ bắt ren bị hỏng do tháo, lắp không đúng kĩ thuật. Gây khó khăn cho việc
sửa chữa, bảo d-ỡng.
3.1.2. Sửa chữa
- Mặt phẳng lắp ghép bị cong vênh thì mài rà lại nh- nắp máy.
- Hàn đắp các vết nứt, vỡ bên ngoài rồi gia công lại.
- Các lỗ ren bị hỏng thì ren lại hoặc khoan rộng ép bạc vào ren lỗ mới.
- Các đ-ờng ống dẫn dầu bị tắc bẩn thì phải thông rửa rồi dùng khí nén thổi lại.
- Các bộ phận lắp ráp rửa sạch bằng dung
môi dạng dầu mỏ, bằng bàn chải cứng, dung dịch
rửa tạo bọt, hơi n-ớc hoặc bằng cách ngâm trong
các bể chứa dung dịch làm sạch nóng hoặc lạnh.
Sau đó kiểm tra sửa chữa hoặc thay thế tuỳ từng
tình trạng h- hỏng. Kiểm tra mặt phẳnglắp ghép
Hình 10.2: Kiểm tra mặt phẳng lắp ghép

nếu cong vênh thay mới.

Tài liệu học tập

4


3.2. Sửa chữa đáy dầu (cacte)

STT H- hỏng

Nguyên

Tác hại

Sửa chữa

Minh họa

nhân
1

Đáy dầu bị Va
móp,

chạm Gây

thiếu Dùng

búa

bẹp, trong quá dầu bôi trơn nhựa nắn lại,

rạn nứt

trình

làm cho động cơ

việc

hàn đắp gia
công lại dùng
tiếp

2

Bề mặt lắp Tháo
ghép

lắp Làm

bị không

cong, vênh

chảy Dùng

búa

dầu bôi trơn nhựa nắn lại,

đúng

kỹ gây lÃng phí hàn đắp gia

thuật, quy dẫn tới h- công lại dùng
trình và do hỏng
sử

dụng gây phá huỷ gioăng

lâu ngày

3

Gioăng đệm động
bị

hoặc tiếp.

động cơ

cơ Làm

Thay
đệm

mới

chảy Thay gioăng

rách làm

việc dầu bôi trơn đệm mới, hàn

hỏng, nút xả lâu

ngày gây lÃng phí đắp và làm lại

dầu chờn ren trong điều dẫn tới h- ren mới.
kiện không hỏng
tốt

hoặc

gây phá huỷ
động cơ

Bài 3: tháo, lắp, kiểm tra, sửa chữa xilanh
I. Mục tiêu

Sau khi nghiên cứu xong bài này sinh viên có khả năng:
- Thực hiện đ-ợc quy trình tháo, lắp xilanh rời đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Sử dụng thành thạo các dụng cụ để kiểm tra đ-ợc các h- hỏng của xilanh và thực
hiện đ-ợc các ph-ơng pháp sửa chữa xilanh.
- Đảm bảo an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp.
II. Điều kiện cho dạy vµ häc

Tµi liƯu häc tËp

5


- Giáo án, đề c-ơng bài giảng,tài liệu phát tay, phim chiếu.

- Các loại xilanh -ớt.
- Các dụng cụ cho việc tháo lắp, đo kiểm , sửa chữa.
III. Nội dung
3.1.h- hỏng, nguyên nhân, tác hại

1

Nguyên nhân

H- hỏng

STT

Tác hại

Bề mặt làm việc Do thành phần lực ngang Làm tăng khe hở lắp ghép giữa
bị

mòn

chiều

theo tác dụng đẩy xéc măng và piston và xilanh gây giảm
ngang piston

không

miết

vào

thành công suất của máy.

bằng xilanh gây nên hiện t-ợng

nhau tạo nên độ mòn méo.
ôvan.
2

Bề mặt làm việc Vùng xéc măng khí trên Gây lọt khí ở buồng đốt làm
bị

mòn

theo cùng có áp suất và nhiệt độ dầu bôi trơn bị biến chất phá

chiều

dọc cao, độ nhớt của dầu bị phá huỷ màng dầu, dầu bôi trơn

không

bằng huỷ sinh ra ma sát khô hoặc sục lên buồng đốt. Công suất

nhau tạo nên độ nửa -ớt giữa xilanh và xéc động cơ giảm.
côn.

măng, piston vì vậy vùng đó
bị mòn nhiều nhất tạo nên
độ côn.

3

Ngoài ra xilanh Mạt kim loại có lẫn trong Tốc độ mài mòn giữa xilanh và
còn

bị

cào dầu bôi trơn hoặc xéc măng piston tăng nhanh tạo khe hở

x-ớc.

bị gẫy.

lớn gây va đập trong quá trình
làm việc. Khe hở quá lớn động
cơ sẽ không làm việc đ-ợc.

4

Bề mặt làm việc Tiếp xúc với sản vật cháy.

Tạo ra nhiều muội than trong

của xilanh bị

buồng đốt, gây hiện t-ợng

cháy rỗ và ăn

cháy sớm.

mòn hoá học.
5

Xilanh đôi khi Do piston bị kẹt trong Làm giảm áp suất buồng đốt,
còn bị nứt, vỡ.

xilanh, do chốt piston thúc động cơ sẽ không làm việc.
vào hoặc tháo lắp không
đúng kỹ thuật, hay nhiệt độ

Tài liệu học tập

6


thay đổi đột ngột.

3.2. Quy trình tháo, lắp( với xilanh -ớt)
TT

Công việc

Dụng cụ tháo lắp

1

Đ-a thân máy lên giá đỡ chuyên dùng

Dùng kích, kê đ-a thân máy lên giá

2

Quan sát thứ tự làm việc các xilanh,đánh Dùng búa và đột dấu
dấu

3

Lần l-ợt tháo lót xilanh ra khỏi động cơ

Dùng vam chuyên dùng để tháo lót
xilanh

4

Lần l-ợt đặt các lót xilanh theo thứ tự Dùng tay nhẹ nhàng đặt chúng lên giá
lên giá chuyên dùng

5

Lần l-ợt rửa sạch các lót xilanh

Dùng vải và n-ớc rửa vệ sinh sạch sẽ

lót xilanh

6

Khi lắp làm lần l-ợt theo thứ tự ng-ợc Dùng vam chuyên dùng để ép lót
lại

xilanh vào thân máy

*Chú ý:
- Khi lắp nếu không có vam chuyên dùng trực
tiếp thân máy để ép lót xilanh vào. Tr-ớc khi lắp
phải vệ sinh sạch sẽ thân máy cũng nh- lót xilanh,
chú ý các gioăng n-ớc đệm đồng.
- Lót xilanh phải nhô cao hơn mặt thân động
cơ từ 0,07- 0,10 mm.

Hình 11.1: Tháo lót xilanh bằng vam
- Tuyệt đối không đ-ợc dùng búa đóng vào lót xilanh sẽ làm vỡ, sứt mẻ.

3.3. Kiểm tra, sửa chữa xilanh

3.3.1. Kiểm tra
- Kiểm tra bằng mắt th-ờng các xilannh xem có
vết x-ớc không.
- Dùng đồng hồ so để đo độ mòn côn, độ ôvan
của xilanh bằng cách đo đ-ờng kính tại các vị trí A, B

Tài liệu học tËp

7


và C theo h-ớng ngang và dọc thân máy. Sau đó đem
Hình 11.2: Kiểm tra vết x-ớc lòng
xilanh

so sánh kết quả đo đ-ợc tại 3 vị trí nêu trên để tìm ra
độ côn, độ ôvan của xilanh.
- Độ ôvan là hiệu số đo đ-ợc của hai đ-ờng
kính trên cùng một mặt cắt ngang ống xilanh. Trị số
phải nhỏ hơn 0,05.
- Sử dụng th-ớc kiểm phẳng và căn lá để kiểm
tra bề mặt khối xilanh xem có bị cong vênh không.
*Chú ý: Đo đ-ờng kính ở vị trí song song và
vuông góc với mặt phẳng đ-ờng chứa tâm chốt piston
- Độ côn là hiệu số đo đ-ợc của hai đ-ờng kính

trên cùng một đ-ờng sinh trong mặt phẳng cắt dọc
ống xilanh. Trị số cho phép phải nhỏ hơn 0,12mm. Hình 11.3: Cách đo độ côn, độ ôvan
- Khe hở tiêu chuẩn của xilanh và piston là:
0,06-0,08mm đối với động cơ Xăng ; 0,10-0,12mm
đối với động cơ Diesel.
- Kiểm tra phần đầu ống lót xilanh, dùng vi kế
đo sâu hoặc đồng hồ có mặt số để đo chiều rộng mặt
bích ống lót xilanh và chiều sâu của bậc ở tối thiểu 4
vị trí. Sau đó trừ chiều sâu bậc khỏi chiều rộng mặt
bích ống lót xilanh. Kết quả là phần nhô lên của ống
Hình 11.4: Cách đo chiều sâu bậc ở

lót.
3.3.2. Sửa chữa

- Xilanh bị cào x-ớc nhẹ thì dùng giấy nhám mịn số 00 đánh bóng đi dùng tiếp.
Khi lòng xilanh không đáp ứng các yêu cầu kĩ thuật hoặc không đạt độ bóng sau khi
mài, kích th-ớc của lòng xilanh phải tăng để đáp ứng ống lót xilanh. Điều này có thể
đ-ợc thực hiện bằng máy xoáy lòng xilanh có độ chính xác đặc biệt hoặc thanh xoáy
xilanh xách tay.
- Xilanh bị mòn côn, ôvan thì doa lại theo cốt sửa
chữa. Mỗi cốt sửa chữa tăng lên 0,25mm. Sự mài lỗ phải
đ-ợc thực hiện với dao cán cứng, quá trình mài không
đ-ợc để lại các vết không đều ở xilanh.
- Mài bóng tạo nên độ nhẵn bóng ở mặt g-ơng
xilanh khử độ côn méo với một l-ợng kim loại lấy đi rất
ít. Mài bóng th-ờng cho phép dùng các vòng găng có kích

Tài liệu học tập

8

Hình 11.7:Doa rộng thành
xilanh trên bàn gá


th-ớc tiêu chuẩn.
- Thông th-ờng các xilanh không mở rộngkích
th-ớc bằng mài bóng quá 0,05 trừ khi piston đ-ợc thay
mới.
- Khi mài bóng bắt đầu mài từ d-ới xilanh với lực
ép trung bình của đá mài. Dịch chuyển khi đá mài lên,

xuống nhanh khoảng 25- 40 lần/ hành trình.
- Khi thành xilanh đ-ợc cắt rộng phải tăng chiều
dài của đá và để đá mài tiếp xúc với toàn bộ mặt
g-ơng xilanh, trừ khu vực d-ới cùng và trên cùng ngoài Hình 11.6. . Các vết gia công sau
khi doa hoặc mài thành xilanh
hành trình của vòng găng.
*Chú ý: Đối với xe của các n-ớc Đông Âu có 6 cốt
sửa chữa, còn đối với xe của các n-ớc Tây Âu và Nhật
Bản thông th-ờng chỉ có 3 cốt là: cốt 0,5mm;cốt 1mm và
cốt 1,5mm.
- Xilanh đà hết cốt sửa chữa thì phải thay mới,
xilanh bị nứt vỡ cũng phải thay mới. Xilanh còn dùng lại
thì phải cạo gờ trên miệng xilanh, ®èi víi xilanh -ít th¸o
ra quay mét gãc 90 ®Ĩ dùng tiếp.
- Khi cạo gờ dùng doa tay để xử lí gờ ở miệng

Hình 11.8. Cách cạo gờ trên
miệng xilanh

xilanh. Doa tay d-ợc điều chỉnh

cho phù hợp với các kích th-íc cđa xilanh, nãi chung doa th-êng cã c¸c l-ìi cắt đơn.
Việc điều chỉnh chủ yếu là cố định doa trong quá trình cắt gờ. Không nên cắt mỗi lần quá
0,4mm d-ới đáy gờ.
- Đôi khi khối xilanh còn có các vết nứt nhỏ hoặc các rỗ còn lại sau khi nứt.Các
khu vực không chịu nhiệt độ quá 500F hoặc áp suất (từ chất làm nguội dầu xilanh) có
thể đ-ợc chỉnh sửa bằng cách dùng hợp chất epoxy.
*Yêu cầu kỹ thuật sau khi sửa chữa:
- Độ bóng phải đạt từ
- Độ côn từ

- Độ ôvan từ

Tài liệu học tập

9


Bi 4 : tổng quan cơ câu trục khuỷu thanh truyền
1.Chức năng cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
*Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền là cơ cấu chính của động cơ đốt trong
kiểu piston. Nó có những chức năng sau:
- Nhận và truyền áp lực của chất khí đ-ợc đốt cháy trong xilanh biến
chuyển động thẳng của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu và
truyền công suất ra ngoài.
- Dẫn động cho các cơ cấu và hệ thống khác của động cơ.
- Tạo thành hình dáng bên ngoài của động cơ, làm chỗ dựa để bắt các
chi tiết của hệ thống khác và cho chúng dựa vào đó để làm viƯc.
Tµi liƯu häc tËp
10


2.Sơ đồ cấu tạo cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
Sơ đồ cấu tạo của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền( Hình 2.1.1)

10

Hình 2.1.1. Sơ đồ cấu tạo của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
1. Chốt piston.
2. Thanh truyền.
3. Đầu to thanh truyền.

9. Bạc đầu to thanh truyền.

4. Đối trọng.
5. Bu lông thanh truyền.
6. Piston.
10. Bánh đà.

7. Xéc măng.
8. Má khuỷu.

3.Kết cấu và điều kiện làm việc của các bộ phận trong c¬ cÊu trơc khủu thanh
trun
3.1 Nhãm piston Thanh Trun
3.1.1 Piston
3.1.1.1 Nhiệm vụ va điều kiên làm việc
*Nhiệm vụ:
Cùng với xi lanh và lắp máy tạo thành buồng cháy cho động cơ. Nhận lực
khí thể thông qua thanh truyền để lµm trơc khủu quay cịng nh- nhËn lùc
Tµi liƯu häc tËp

11


quán tính từ trục khuỷu qua thanh truyền để nén hỗn hợp khí ra khỏi động
cơ. Bao kín buồng đốt không cho khí lọt xuống đáy cacte và cũng không cho
dầu trơn bôi sục lên buồng đốt. Đóng mở cửa nạp va thải ở động cơ 2 kì.
*Điều kiện làm việc
-Chịu tải trọng cơ học lớn và có chu kì, áp suet cao (120Kg/cm2)
-Chịu lực quán tính lớn
-Chịu nhiệt độ cao lên giảm độ bền, bị giÃn nở nhiệt gây ra bó kẹt,n-t,

làm giảm hệ số nạp cuă động cơ gây kích nổ
-Chịu va đập mài mòn lớn, ăn mòn hoá học va đập vói thành vách xi
lanh, với xec măng , bị mài mòn ô van
-Điều kiện bôi trơn khó khăn.
3.1.1.2 Kêt cấu:
Kết cấu của piston đ-ợc chia làm ba phần chính: đỉnh, đầu và thân
piston.
a. Đỉnh piston: Là phần trên cùng của piston, nó cùng với xilanh và nắp
máy tạo thành buồng đốt. Đỉnh piston có ba loại: Đỉnh bằng , đỉnh lồi, đỉnh
lõm.
-Đỉnh bằng là loại phổ biến nhất.Th-ờng dùng cho động cơ xăng và
điêzel 4 kỳ.
- Đỉnh lồi :
+ Đỉnh lồi hình cầu và đỉnh lồi hình thang (Hình 2.2.3 b,c): đ-ợc dùng
trong các động cơ xăng có buồng cháy chỏm cầu dùng xupáp treo và dùng
trong các động cơ xăng hai kỳ có tác dụng h-ớng dòng cho dòng khi quét

Tài liệu học tập

12


Hình 2.2.1. Kết cấu của piston
+ Đỉnh lồi không đối xứng (Hình 2.2.2.d): chỉ dùng cho động cơ xăng hai
kì cỡ nhỏ , phối khí bằng hệ thống lỗ quét và lỗ thải, phần lồi nên lắp sát về
phía lỗ quét để dẫn h-ớng cho dòng khí đi vào xilanh .
+Đỉnh lõm ( Hình 2.2.2 d,e,f,g,h ) th-ờng đ-ợc dùng trong các động cơ
Diêzel 2 kỳ và 4 kỳ có buồng cháy thống nhất (buồng cháy trên đỉnh piston).
*Đỉnh piston có nhiều dạng ( Hình 2.2.2 )
Khi thiết kế dạng đỉnh này cần chú ý đảm bảo các nguyên tắc sau:

+ Đỉnh phải có dạng thích hợp để tạo thành hỗn hợp khí tốt (gây xoáy
lốc mạnh, phù hợp với chùm tia phun và phù hợp với các yêu cầu của quá
trình cháy) để đem lại tính kinh tế.
+ Đỉnh phải có góc l-ợn t-ơng đối lớn để dẫn nhiệt tèt .

Tµi liƯu häc tËp

13


+ Phải chú ý đến cách đặt xupáp, vòi phun, buzi, để đỉnh không chạm
với các chi tiết này.
Hình 2.2.2. Các dạng kết cấu của đỉnh piston
b. Đầu piston (Hình 2.2.3).
Tính từ phần đỉnh piston đến xéc măng dầu cuối cùng phía trên bệ chốt.
Đ-ờng kính đầu piston th-ờng nhỏ hơn đ-ờng kính thân vì đầu piston tập
chung nhiều vật liệu, chịu nhiệt lớn nên dÃn nở nhiều có thể gây bó kẹt. Kết

cấu đầu piston phải chú ý giải quyết tốt các vấn đề sau.
Hình 2.2.3. Kết cấu của đầu piston
- Bao kín buồng cháy nhằm ngăn chặn khí cháy lọt xuống đáy cácte và
dầu bôi trơn từ cacte sục lên buồng đốt .Thông th-ờng ng-ời ta dùng xéc
măng dầu và xéc măng khí để bao kín (xéc măng khí lắp trên xéc măng dầu).
Số l-ợng xéc măng tuỳ thuộc vào từng loại động cơ xéc măng khí nhiều hơn
xéc măng dầu .
Tài liệu học tập

14

- Để tản nhiệt tốt cho piston vì phần lớn nhiệt của piston truyền qua xéc
măng cho xilanh đến môi chất làm mát. Để tản nhiệt tốt th-ờng dùng các kết
cấu đầu piston sau.
+ Phần chuyển tiếp giữa đỉnh và đầu piston có bán kính R lớn để tăng
diện tích tiếp xúc.
+ Bố trí gân tản nhiệt ở phía d-ới đỉnh piston (Hình 2.2.4)
+ Dùng rÃnh chắn nhiệt để cho nhiệt l-ợng phần đỉnh tản đều xuống
phía d-ới, các xéc măng d-ới bảo vệ đ-ợc xéc măng khí thứ nhất.
- Sức bền cao: Để đảm bảo độ cứng
vững và sức bền của đỉnh vàđầu piston ngoài
việc làm gân phía d-ới đỉnh ng-ời ta còn làm
các gân dọc nối với bệ chốt để đảm bảo độ
cứng vững.

Hình2.2.4. Các kiểu bố chí gân tản nhiệt

c. Thân piston.
Tính từ rÃnh xéc măng dầu cuối cùng phía trên bệ chốt đến đáy piston,
nó có nhiệm vụ dẫn h-ớng cho piston trong quá trình làm việc.
- Trên thân piston có lỗ bệ chốt có chiều cao và kích th-ớc phù hợp đảm
bảo lực nâng phân bố đều trên bề mặt làm việc.
Nếu gọi chiều cao của lỗ bệ chốt là hch, chiều cao của thân piston là hth
Thì ta có hch =(0,6 0,7) hth.
- Để làm giảm lực va đập trong quá trình làm việc giữa piston và xilanh
ng-ời ta làm lệch tâm của lỗ chốt và tâm piston một khoảng là e:
e = (1,52) mm sự tiếp xúc diễn ra dần dần.

Tài liệu häc tËp

15

- Thân đ-ợc chế tạo hình ôvan để chống bó kẹt trong quá trình làm
việc.
* Các biện pháp thiết kế thân piston để tránh bó kẹt.
- Trong quá trình làm việc khi thân chịu lực khí thể dẫn đến biến dạng
thành hình ôvan có trục dài tâm ngang trùng với tâm của lỗ chốt.
- Thân chịu lực ngang dẫn đến biến dạng thành hình ôvan có tâm dọc
trùng với tâm của lỗ chốt.
- Do nhiệt độ thân giÃn nở theo ph-ơng h-ớng kính dẫn đến thân biến
dạng thành hình ôvan có tâm dọc trùng với tâm của lỗ chốt.
Do đó ta có các biện pháp khắc phục sau.
+ Làm thân piston có hình ôvan mà trục ngắn của nó trùng với đ-ờng
tâm chốt piston.
+ Chế tạo thân có đ-ờng kính thay đổi. Cắt bớt kim loại ở phía hai đầu
bệ chốt.
+Xẻ các rÃnh dÃn nở vì nhiệt trên thân piston bằng các rÃnh chữ T và
rÃnh hình (II), đầu các rÃnh xẻ phải khoan chặn để tránh ứng suất. Các rÃnh
phải xiên với đ-ờng sinh một góc theo quy định, tránh làm x-ớc bề mặt
xilanh. Nó có nh-ợc điểm là bề mặt kém bền vững nên rÃnh phải quay về phía
chịu lực nhỏ nhất. Đối với động cơ Diêzel do chịu lực rất lớn nên thân piston
th-ờng không xẻ rÃnh mà chế tạo đ-ờng kính phần đỉnh, phần đầu nhỏ hơn
phần thân.
+ Hiện nay dùng kim loại êvar (NiCr) th-ờng đúc vào bệ chốt. Nó có
nh-ợc điểm là khó chế tạo và giá thành cao.

+ Ngoài ba phần chính trên còn có phần đáy piston đ-ợc kết cấu có
vành đai để tăng độ cứng vững đồng thời để điều chỉnh trọng l-ợng piston sao
cho đồng đều giữa các xilanh.

Tài liệu häc tËp

16


Hình2.2.5. Các biên pháp chống bó kẹt piston
3.1.2 Chốt piston.
3.1.2.1.Nhiệm vụ và điều kiên làm việc
*Nhiệm vụ
Chốt piston là chi tiÕt nèi piston víi khung trun. Nã cã kÕt cÊu đơn
giản là hình trụ rỗng. Nó truyền lực tác dụng của khí thể tác dụng lên piston
cho thanh truyền để làm quay trục khuỷu. Vì vậy nó là chi tiết có vai trò rất
quan trọng để đảm bảo điều kiện làm việc bình th-ờng cho động cơ.
* Điều kiện làm việc.
- Trong quá trình làm việc, chốt piston chịu lực khí thể và lực quán tính
lớn các lực này đều và thay đồi theo chu kỳ .
- Chịu va đập giữa chốt và lỗ bệ chốt, đầu nhỏ thanh truyền với chốt.
- Có xu h-ớng bị uốn cong, bị cắt .
-

Chịu nhiệt độ lớn do nhiệt độ khí thải truyền qua piston tới chốt

piston nên nhiệt độ lên tới khoảng 373 0K.
- Chịu mài mòn lớn do chốt piston đ-ợc bôi trơn trong điều kiện rất
khó khăn.
3.1.2.2 Kết cấu.
- Là chi tiết hình trụ tròn bề mặt ngoài đ-ợc gia công chính xác và có độ
bóng cao. Để làm giảm khối l-ợng chốt nên chốt th-ờng làm bằng trụ rỗng.
Mặt trong có nhiều loại khác nhau:
- Hình trụ rỗng có tiết diện đều: Chế tạo đơn giản phân bố vật liệu

không hợp lý
- Có dạng bậc, tiết diện không đều, chế tạo phức tạp .
Tài liệu học tập
17


* Các ph-ơng pháp lắp ghép chốt pistôn với đầu nhỏ thanh truyền.
- Lắp cố định chốt trên đầu nhỏ thanh truyền (Hình 2.10.a) khi đó chốt
piston phải đ-ợc lắp tự do trên bệ chốt do không phải giải quyết vấn đề bôi
trơn của mối ghép với thanh truyền nên có thể thu hẹp bề rộng thanh truyền
và tăng đ-ợc chiều dài của bệ chốt giảm đ-ợc áp suất tiếp xúc mòn tại đây.
Giữa chốt piston và đầu nhỏ thanh truyền không có khe hở nên không gây ra
va đập, động cơ ít ồn. Tuy nhiên mặt phẳng chịu lực của chốt ít thay đổi nên
tính chịu mỏi kém gây ra mài mòn không đều.
- Lắp cố định chốt piston trên bệ chốt (Hình 2.10.b).
Khi đó chốt phải đ-ợc lắp tự do trên thanh truyền. Cũng nh- ph-ơng pháp
trên do không phải bôi trơn cho bệ chốt nên có thể rút ngắn chiều dài của bệ
chốt, để tăng chiều rộng của đầu nhỏ thanh truyền, giảm đ-ợc áp suất tiếp
xúc của mối

Hình 2.2.10. Lắp cố định chốt piston trên đầu nhỏ thanh truyền và trên bệ
chốt.
ghép này. Nh-ng mặt phẳng chịu lực không thay đổi nên tính chịu mỏi kém,
mài mòn không đều.
- Lắp tự do cả hai mối ghép (lắp bơi): hình 2.11.

Tài liệu học tập

18

- Tại hai mối ghép đều không có kết cấu hÃm. Khi lắp ráp mối ghép
giữa chốt piston và bạc đầu nhỏ thanh truyền là mối ghép lỏng. Còn mối ghép
với bệ chốt là mối ghép trung gian có độ dài (0,01 0,02mm). Trong quá trình
làm việc do nhiệt độ cao piston làm bằng hợp kim nhôm dÃn ra nhiều hơn
chốt bằng thép. Tạo ra khe hở mối ghép này nên chốt pistôn có thể tự xoay.
Khi đó mặt phẳng chịu lực thay đổi nên chốt pistôn mòn đều hơn và chịu mỏi
tốt hơn tuy nhiên động cơ làm việc ổn hơn. Ph-ơng pháp này đ-ợc dùng phổ
biến hiện nay, tuy nhiên phải có kết cấu để hạn chế di chuyển dọc trục của

chốt. Thông th-ờng ng-ời ta dùng vòng hÃm hoặc nút kim loại mòn có mặt
cầu
Hình 2.2.11. Lắp tự do chốt piston

Do các mối ghép động nên phải giải quyết vấn đề bôi trơn cho các mối ghép.
Đối với bệ chốt th-ờng khoan lỗ để dẫn dầu cho xéc măng gạt (Hình 2.2.12a)
hoặc khoan lỗ hứng dầu (Hình 2.2.12b). Còn đối với thanh truyền để bôi trơn
ng-ời ta có thể dùng lỗ hứng dầu (Hình2. 2.12c) hoặc bôi trơn c-ỡng bức kết

Tài liệu học tập

19


hợp với làm mát đỉnh piston bằng dầu có áp st cao dÉn tõ trơc khủu däc
theo th©n thanh trun nh- đ-ợc dùng ở động cơ IFA W50(Hình2. 2.12d,e).

Hình 2.2.12. Bôi trơn các mối ghép chốt piston.
3.1.3Xéc măng.
3.1.3.1 Nhiệm vụ và điều kiện làm việc

*Nhiệm vụ:
- Kết hợp với piston và xilanh bao kín buồng đốt tránh hiện t-ợng lọt
khí từ buồng đốt xuống các te và ngăn không cho dầu từ cácte sục lên buồng
đốt.
- Dẫn và truyền nhiệt từ đầu piston ra vách xilanh tới n-ớc làm mát
hoặc không khí. Tráng và gạt dầu bôi trơn đều trên thành xilanh làm giảm ma
sát mòn .
- Dẫn h-ớng cho piston chuyển động tịnh tiến trong xilanh.
* Điều kiện làm việc của xéc măng.
Là chi tiết máy làm việc trong điều kiện rất khó khăn vì vậy xéc măng
là chi tiết mòn nhất trong cơ cấu trục khuỷu thanh truyền .
- C hịu tải trọng cơ học lớn. Nhất là đối với xec măng khí trên cùng .
- Chịu nhiệt độ cao và áp suất lớn (chịu ứng suất nhiệt).
- Chịu mài mòn và ăn mòn hoá học.
-

Điều kiện bôi trơn rất khó khăn (nhất là đối với xéc măng khí trên

cùng).
- Chịu lực quán tính lớn theo chu kỳ.
- Chịu ứng suất ban đầu khi lắp xéc măng vào rÃnh trên piston.

Tài liệu học tập

20


- Chịu va đập mạnh giữa xéc măng với rÃnh xéc măng nhất là trong
động cơ cao tốc.
3.1.3.2 Kết cấu của xéc măng.

Kết cấu chung của xéc măng là hình tròn hở miệng và đ-ợc chia làm hai
loại là xéc măng khí và xéc măng dầu .
a, Xéc măng khí .
- Xéc măng khí có nhiệm vụ bao kín buồng đốt không cho khí cháy từ
buồng đốt lọt xuống hộp trơc khủu . Nã cã kÕt cÊu ( nh- h×nh 2.2.6)
- Tiết diện :
+ Loại tiết diện hình chữ nhật (Hình 2.2.6.) là loại thông dụng nhất, đơn
giản, dễ chế tạo nh-ng Khả năng bao kín kém ( Tiếp xúc mặt).
+ Loại tiết diện mặt l-ng hình côn (Hình 2.2.6d) mặ côn có =(150300)
có áp suất tiếp xúc lớn vµ cã thĨ rµ khÝt nhanh chãng víi xilanh. Tuy nhiên
chế tạo khó khăn, phức tạp và phải đánh dấu khi lắp ghép sao cho khi xéc
măng đi xuống sẽ có tác dụng nh- một l-ỡi dao cạo để gạt dầu.
+ Loại tiết diện vát trong hoặc vát ngoài (Hình 2.2.6.d,c).
Trong quá trình làm việc khi ch-a có áp suất tác động do tiết diện thay
đổi vòng găng có xu h-ớng bị vênh, diện tích tiếp xúc nhỏ, đảm bảo độ kín
khít, gạt dầu tốt, khi có áp suất tác động tiếp xúc mặt làm giảm ma sát .

Hình 2.2.6. Kết cấu của xéc măng khí.
Chú ý: Nếu vát mép hoặc hạ bậc phía trong thì phải lắp chiều vát mép
hoặc hạ bậc h-ớng lên phía trên buồng cháy. Còn vát mép hoặc hạ bậc phía

Tài liệu học tập

21


ngoài thì phải lắp h-ớng xuống phía d-ới nhằm tránh hiện t-ợng giảm lực
căng của xéc măng do áp suất cao cđa khÝ lät tõ bng ch¸y .
+ TiÕt diƯn hình thang (Hình 2.2.6f).
Có tác dụng giữ muội than khi xéc măng co bóp do đ-ờng kính xi lanh

không đồng đều theo ph-ơng dọc trục do đó tránh đ-ợc hiện t-ợng bó kẹt xéc
măng trong rÃnh của nó .
- Kết cấu miệng xéc măng khí: Có ba loại.
+ Loại thẳng dễ chế tạo nh-ng dễ lọt khí và sục dầu qua miệng .
+ Loại cắt vát: cắt vát một góc 300 hoặc 450 loại này ít lọt khí đ-ợc dùng
nhiều, nh-ng khã chÕ t¹o .
+ Lo¹i xÕp chång hay bËc thang: Khả năng bao kín tốt nhất nh-ng chế
tạo rất phức tạp nên ít dùng.
b,Xéc măng dầu.
Xéc măng dầu có nhiệm vụ tráng và gạt dầu bôi trơn trên bề mặt g-ơng
xilanh không cho dầu bôi trơn từ các te sục lên buồng đốt . Nó có kết cấu
(Hình 2.2.7)

Hình 2.2.7. Kết cấu của xéc măng dầu.
Nếu chỉ có xéc măng khí thì có hiện t-ợng bơm dầu lên buồng cháy qua khe
hở mặt đầu xecmăng trong rÃnh xécmăng khi pistôn đổi chiều chuyển động
dầu sẽ cháy, kết muội than và tiêu hao dầu bôi trơn gây bó kẹt làm gÃy
xécmăng hoặc lọt khí (nh- hình 2.2.8).

Tài liệu học tập

22


Hình 2.2.8. Hiện t-ợng bơm dầu của xéc măng khí.
- Kết cấu của xéc măng dầu có nhiều loại: Trên rÃnh xécmăng dầu cũng
nh- rÃnh xéc măng của piston đều phay rÃnh thoát dầu. Nhiều khi để tăng áp
suất tiếp xúc ng-ời ta đệm vào trong rÃnh một vòng lò xo (hình 2.2.9.a ) hoặc
dùng xéc măng dầu tổ hợp đặc biệt bằng thép (hình 2.2.9.b).

1.xilanh.
2.xéc măng.
3.vòng đệm đàn hồi (lá bung)
4. piston

Hình 2.2.9. Xéc măng dầu tổ hợp.
Loại xéc măng dầu tổ hợp gồm hai vòng thép mỏng đặt ốp hai bên, một
vòng lò xo đệm. Các loại xéc măng dầu tổ hợp th-ờng chỉ khác nhau ở kết cấu
của vòng lò xo đệm. Xéc măng dầu tổ hợp có tác dụng giÃn dầu và làm giảm
va đập rất tốt.
3.1.4 Thanh truyền
3.1.4.1 Nhiệm vụ và điêu kiện làm việc
*Nhiệm vơ :
- Thanh trun lµ chi tiÕt trung gian nèi giữa piston và trục khuỷu.
- Nhận và truyền lực tác dụng từ piston xuống làm quay trục khuỷu trong
kỳ cháy giÃn nở. Điều khiển piston làm việc trong các quá trình nạp, nén, thải.
- Biến chuyển động thẳng của piston thành chuyển động quay của trục
khuỷu và ng-ợc lại.
- Dẫn dầu bôi trơn cho chốt piston.
*Điêu kiện làm việc
- Chịu lực quán tính của chính bản thân các phần tử của thanh truyền,
lực này luôn luôn thay đổi về ph-ơng, chiều và trị số.
- Chịu lực khí thể thông qua piston.
Tµi liƯu häc tËp

23


- Chịu lực quán tính chuyển động tịnh tiến của nhóm piston.
- Chịu các lực uốn dọc, uốn ngang, kéo, nÐn. Do vËy thanh trun lµm

viƯc mét thêi gian th-êng bị cong, xoắn.
- Chịu lực va đập ở đầu to và đầu nhỏ thanh truyền.
3.4.1.2 Kết cấu của thanh truyền
Kết cấu thanh truyền đ-ợc chia làm ba phần: Đầu to, đầu nhỏ và thân

Hình 1.9. Kết cấu thanh truyền
1. Nắp đầu to thanh truyền; 2. Bạc đầu to thanh truyền; 3. Lỗ bắt bulông
thanh truyền; 4. Bạc đầu nhỏ thanh truyền; 5. Đầu nhỏ thanh truyền; 6.
Thân thanh ruyền.
a.Đầu nhỏ thanh truyền:
Là bộ phận lắp ghép với chốt piston, có cấu tạo hình trụ, bên trong có bạc
lót và có khoan lỗ dầu hoặc phay rÃnh hứng dầu (hình 1.10c). Tuỳ theo kiểu
lắp ghép giữa đầu nhỏ thanh truyền với chốt piston mà có các kiểu kết cấu
khác nhau nh- (hình 1.10). Khi chốt piston lắp kiểu tự do, đầu nhỏ có bạc lót
bằng đồng hoặc bằng thép (hình 1.10a), có tráng một lớp hợp kim chống mòn.
Lắp bạc lót có độ dôi vào đầu nhỏ rồi doa theo kích th-ớc chính xác lắp ghép.

a. Đầu nhỏ có bạc lót; b. đầu
nhỏ làm vấu nồi;
Tài liệu học tập

24