Sửa chữa động cơ đốt trong - Bộ khung động cơ pdf

- 1 -
CHƯƠNG 1: BỘ KHUNG ĐỘNG CƠ
1.1. GIỚI THIỆU BỘ KHUNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG.
* Bộ khung động cơ bao gồm những phần cố định chính sau đây:
- Nắp che(1): để chắn bụi và ngăn không cho dầu bôi trơn vung ra ngoài.
- Nắp xi lanh(2): cùng với xy lanh và đỉnh piston tạo thành buồng cháy.
- Thân máy (3), hộp trục khuỷu(4), và đế máy(5) để tạo thành thân máy.
- Cacte: là nơi chứa và hứng dầu bôi trơn, thường chế tạo bằng tôn dậ
p như
ở động cơ ô tô hoặc bằng gang đúc như ở động cơ máy kéo.


Thân máy và nắp xy lanh là những chi tiết cố định và rất phức tạp để lắp
hầu hết các cơ cấu và các hệ thống khác của động cơ









(1) Nắp xy lanh; (2) Khối xy lanh;
(3) Cacter trên (khối thân) ; (4) Cacter dưới (cacter dầu).
- 2 -
1.2. CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐỘNG CƠ
1.2.1. NẮP XI LANH
1.2.1.1. Chức năng, nhiệm vụ, điều kiện làm việc.
Chức năng, nhiệm vụ.
N ắp xilanh đậy kín một đầu cùng với piston và xilanh tạo thành buồng cháy.

Nhiều bộ phận của động cơ được lắp trên nắp xilanh như: bugi, vòi phun, cụm
xupap, cơ cấu giảm áp hỗ trợ khơi động… ngoài ra, trên nắp xilanh còn bố trí các
đường nạ
p, đường thải, đường nước làm mát, đường dầu bôi trơn… do đó kết cấu
của nắp xilanh rất phức tạp.
Điều kiện làm việc.
Nắp xilanh làm việc trong điều kiền rất xấu như phải chịu nhiệt độ cao, áp
suất lớn, ăn mòn hóa học nhiều. Ngoài ra khi lắp ráp, lắp xilanh chịu ứng suất nén
khi siết chặt bu lông hoặc gu jông.
1.2.1.2. Yêu cầu:
* Có buồng cháy t
ốt nhất để bảo đảm quá trình cháy của động cơ tiến hành
thuận lợi nhất.
* Có đủ sức bền và độ cứng vững để khi chịu tải trọng nhiệt và tải trọng cơ
học lớn không bị biến dạng lọt khí và rò nước.
* Dễ dàng tháo lắp và điều chỉnh các cơ cấu lắp trên nó
* Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo,
đồng thời tránh được ứng suất nhiệt
* Đảm bảo đậy kín xilanh, không bị lọt khí, rò nước


- 3 -
Hình: Nắp xilanh
1.2.2. KHỐI THÂN.
1.2.2.1. Chức năng, nhiệm vụ, điều kiện làm việc của khối thân:
Nhiệm vụ chủ yếu của thân động cơ là lien kết khối xi lanh với bệ đỡ chính
và tạo thành một khoang hoàn toàn kín (không lọt khí và dầu), chứa cơ cấu con
trượt và cơ cấu trục khuỷu-thanh truyền của động cơ. Tuy cần kín nhưng phải bố trí
lỗ thoát hơi để tránh áp su
ất trong khoang không vượt quá giới hạn gây cản trở

chuyển động của piston.
Thân động cơ liên kết nắp xy lanh, ống xy lanh với bệ đỡ chính và không để
lọt dầu ra ngoài nên nó chịu tải trọng, áp lực khí, độ rung động lớn và yêu cầu lắp
ghép phải chính xác giữa các bề mặt lắp ghép.
1.2.2.2. Yêu cầu
* Có đủ sức bền và độ cứng vững để chịu đựng được tải trọng lớ
n và nhiệt
độ cao.
* Dễ dàng tháo lắpvà điều chỉnh các cơ cấu khác lắp trên thân máy .
* Kết cấu đơn giản , dễ chế tạo.
* Đảm bảo các yêu cầu đặc biệt như kết cấu buồng cháy, lưu thông của nước
làm mát tốt v.v…
* Có khối kượng nhỏ.
1.2.3. KHỐI XILANH:
1.2.3.1. Chức năng, nhiệm vụ, điều kiện làm việc của khối xy lanh:
Khối xy lanh có nhiệ
m vụ liên kết với nắp xilanh và bao bọc cho lót xilanh ở
bên trong. Ngoài ra, nó còn có các khoang chứa nước gọi là áo nước để làm mát cho
lót xy lanh .
- 4 -

Khối xy lanh làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao và ứng suất nhiệt không
đều dễ bị biến dạng.
1.2.4. LÓT XILANH
1.2.4.1. Chức năng, nhiệm vụ và điều kiện làm việc
Lót xilanh là một chi tiết máy có dạng ống được lắp vào thân máy nhằm
mục đích kéo dài tuổi thọ của thân máy. Kết cấu của thân máy phụ thuộc rất nhiều
vào kiểu lót xilanh.
Lót xilanh có nhiệm vụ dẫn hướ
ng piston và cùng với mặt dưới của nắp

xilanh và đỉnh piston tạo nên không gian công tác của xilanh
Trong quá trình là việc, lót xilanh chịu tải trọng cơ học, tải trọng và bị ăn
mòn rất nhiều.
1.2.4.2. Yêu cầu:
* Có đủ sức bền để chịu đựng áp suất khí thể.
* Chịu mòn tốt
* Khi piston trượt trên mặt gương xy lanh, tổn thất ma sát phải ít.
* Chống được ăn mòn hoá học trong môi trường nhiệt độ cao.
* Không để cho rò nướ
c xuống cac te đựng dầu bôi trơn đối với loại lót
xilanh ướt
* Giãn nở tự do theo hướng trục.
- 5 -




- 6 -



1.2.5. BỆ ĐỠ CHÍNH VÀ Ổ ĐỠ CHÍNH.
1.2.5.1. Bệ đỡ chính
Chức năng, nhiệm vụ, điều kiện làm việc.
Cùng với thân động cơ, bệ đỡ chính là phần chính của bộ khung động cơ. Bệ
đỡ chính là nơi đặt ổ đỡ chính của trục khuỷu. Nó cần phải bảo đảm độ cứng vững
dọc và ngang của toàn bộ động cơ, cũng như
bảo đảm cho trục khuỷu làm việc
Điều kiện làm việc: bệ đỡ chính và thân động cơ được liên kết với nhau
bằng các bulông hay các mối liên kết toàn khung. Do đó khi động cơ làm việc, bệ

đỡ chính loại có khối xilanh được liên kết bằng các liên kết toàn khung áp lực khí
cháy sẽ tác dụng lên các thanh ngang của bệ đỡ gây ra biến dạng uốn. Đồng thời bệ
đỡ chính còn chịu tác dụng của lực quán tính do độ
ng cơ làm việc gây ra.
1.2.5.2.Ổ đỡ chính:
Chức năng, nhiệm vụ, điều kiện làm việc:
Ổ đỡ chính là nơi lắp đặt cổ chính trục khuỷu. Vì vậy khi động cơ làm việc,
các bạc lót của ổ đỡ chính sẽ bị mòn do cọ sát với cổ chính trục khuỷu, đồng thời nó
còn chịu tác dụng của lực quán tính ly tâm và va đập khi khe hở giữa bạc lót và cổ
chính trục khuỷ
u thật chính xác, đảm bảo độ đồng tâm giữa các ổ đỡ trên bệ đỡ
chính. Tăng cường dầu bôi trơn và cố định các ổ đỡ chính
- 7 -

1.2.6.CACTE
1.2.6.1. Chức năng nhiệm vụ , điều kiện làm việc.
Cacter là bộ phận bao bọc và là nơi lắp đặt các bộ phận chuyển động chủ
yếu của động cơ
Cacter có chức năng đạy kín khơng gian trang động cơ từ phía dưới và là nơi
chứa dầu bơi trơn
Cacter làm việc trong môi trường dầu và nhất là ở dưới đáy
động cơ, vì vậy cacter phải có cấu tạo chắc chắn, kín, chống ăn mòn
và biến dạng.
- 8 -


1.3. HAO MÒN, KIỂM TRA, SỬA CHỮA.
* Gồm :
- Khối thân ,

Hình 4-12 :Khối thân
- Bệ đỡ chính và ỗ đỡ chính
- Khối xy lanh,
- 9 -
- Nắp- xy lanh

1.3.1. THÂN MÁY :
Hao mòn :
Do tải ỡ các xy lanh không đều , do trục khuỷu bị biến dạng , hoặc do thân
bệ máy biến dạng
Hư hỏng
* Bị nứt ở các vùng áo nước
Kiểm tra :
Bơm nước vào áo nước với P =(4-5) kg/cm2 làm kín áo nước



Hình 4-13 : Các mặt lắp ghép trên thân máy


- 10 -
Hình 4-14 : Kiểm tra độ nhảy bậc
Sữa chữa :
* Dùng dao cạo, máy mài tay hoặc máy mài cố định để sữa các bề mặt lắp
ghép phẳng.

* Dùng các vít cấy bằng đồng đỏ có thể bịt kín các vết nứt theo sơ đồ :

Hình 4-15 : Thứ tự cấy bulong vào chỗ nứt

* Vết nứt nhỏ có thể dùng chất ,oxy hóa hoặc keo dán.
* Thân máy thường to vết nứt thường nhỏ việc hàn c
ục bộ sẽ làm nóng tại
chỗ trong khi toàn bộ thân máy có nhiệt độ bình thường , do đó dể xảy ra biến dạng
nhiệt như : vênh nứt … để tránh nứt nên nung nóng sơ bộ một vùng quanh chổ nứt
trước khi hàn.
1.3.2.Ổ ĐỠ TRƯỢT
Hao mòn
* Các kiểu ghư hỏng ổ trượt động cơ , nguyên nhân của chúng được nêu
dưới đây :
Hư hỏng do mỏi :
* Các tải quá cao lặp lại nhiều l
ần tác dụng trên ổ trượt có thể gây ra sự phá
hủy mỏi . Vật liệu ổ trượt có thể nứt và tách khối nền thép để lại các vết lỏm , khả
năng chịu lực của ổ trượt giảm dần tốc độ hư hỏng tăng nhanh.
- 11 -

Các vết rỗ Lắp không chuẩ

Hư hỏng do mỏi Các phần bị mái sáng

Bụi bẩn Thiếu dầu

khoảng hở không chuẩn
Hình 4-16 : Các kiểu hư hỏng ổ trượt thanh truyền
- 12 -

Mặt tựa không chuẩn :
* Nếu ổ trượt tựa không khớp vào lỗ sẻ có các điểm cao trên bề mặt ổ trượt (
hình vẽ minh họa ) tác hại của các hạt bụi phía dưới ổ trượt ở vùng đó có khoảng hở
màng dầu rất nhỏ không khí lọt vào có thể làm chậm sự tỏa nhiệt từ ổ trượt kết hợp
các tấc hại này có thể làm cho ổ trượt b
ị hư hại nhanh


Hình 4-17:
Tác hại của các hạt bụi còn sót lại dưới ổ trượt khi lắp
Vết xước do bụi :
* Nếu các bộ lọc không khí và dầu không được thay đổi đều đặn , bụi có thể
lọt vào dầu bôi trơn gây ra các vết xước trên bề mặt trục khuỷu hoặc ổ đỡ trượt , ổ
trượt bị quá tải do bụi sẽ nhanh chóng bị hư hỏng.
Thiếu dầu hoặc khoang hở
dầu không chuẩn
* Thiếu dầu bôi trơn hoặc khoang hở dầu không chuẩn có thể làm cho vật
liệu ổ trượt bị tách khỏi nền ổ trượt hợp cháy:
* Thiếu dầu còn làm mòn nhanh ổ trượt các ổ trượt ở cách xa bơm dầu có
thể được bôi trơn không đầy đủ gây hư hại ổ trượt
Khuỷu trục bị côn :
Khi khuỷu trục bị côn đầu lớn sẽ làm t
ăng tải lên một phía của cả hai nữa ổ
trượt . Bề mặt ổ trượt bị quá nhiệt và nhanh chóng hư hỏng .
Gờ bán kính :
- 13 -
* Điều này thường do trục khuỷu được mài không chuẩn độ tròn trục khuỷu
không đồng đều do đó tải tác dụng lên ổ trượt không đều tạo ra các gờ . Nếu động
cơ chạy quá tải sự quá nhiệt sẽ nhanh chóng xảy ra trên các gờ đó làm hư hỏng ổ
trượt.

Kiểm tra :
* Có thể dùng dây chì có đường kính lớn hơn khe hở giữa bạc à trục dặt theo
hướng dẫn trên hình vẽ rồi xiết ổ đỡ dung độ găng quy định để xác định khe hở thục
tế của chúng . Mô men xiết các bu long mphải đúng theo hướng dẩn của nhà chế tạo
.Có thể kiểm tra độ găng lắp ghép qua việc đo khe hở giữa các mép của nắp đậy và
ổ dặ
t bạc .

Hình 4-18 :Vị trí đặt dây chì để kiểm tra khe hở
Sữa chữa :
Khôi phục hình dáng :
* Có thể doa hoặc tiện bạc lót để khôi phục hình dáng ban đầu theo kích
thước sữa chữa trên các máy chuyên dùng .
- 14 -
* Có thể dùng mặt trong của ổ đỡ hai đầu khi bỏ bạc lót ra làm chuẩn để dịnh
tâm .
Khôi phục kích thước :
* Đúc lại bạc lót thiếc chì
*Đúc lại bạc lót đồng chì


Sơ dồ máy tiện bạc lót ổ đỡ chính trục máy1, trục dao tiện, 2-vít me,3-ổ đỡ
treo của trục dao tiện,4-ổ đỡ hai phía đầu máy ,5-bạc lót cần tiện trong,6-dao tiện,7-
khớp then hoa,8-bộ truyền đ
ai,9-động cơ điện.
1.3.3. XY LANH :
Hao mòn :
* Khí trong xy lanh có các thành phần hoạt hóa mạnh như ô xy ,S,P,các ô xít
a xít chúng dể gây ra ăn mòn ,hóa và điện hóa bề mặt buồng đốt .

- 15 -
Hình 4_20: khối xy lanh
* Trong quá trình làm việc vòng găng cùng piston ép lên mặt trong xy lanh
một áp lực khá lớn thay đổi theo chu ký cả về phương chiều và cường độ và chuyển
động khứ hồi tương đối so với xy lanh với vận tốc trung bình Cm = 4-10 m/s . Lớp
dầu bôi trơn cho mặt gương xy lanh chỉ tồn tại ở phần dưới vòng găng trên cùng
.Khi piston ở thế chết trên dưới dạng màng dầu tới hạn .
Hư hỏng :
* Do mòn không đề
u xy lanh bị méo và bị côn bởi vậy khi hơi đốt lọt xuống
buồng tay quay dầu bôi trơn lên mặt gương xy lanh không được vét sạch nó bị cháy
vừa làm bẩn máy tăng hao mòn vừa tạo chất độc trong khí xả .
* Dầu bôi trơn bị hao nhiều khí xả có màu xanh hơi từ hộp trục khuỷu thoát
ra nhiều ở lỗ thoát hơi và máy có áp suất nên Pc thấp khó khởi động ở chế độ không
tải máy bị chế
t là những biểu hiện của sự hao mòn xy lanh.
Kiểm tra
Kiểm tra các vết rạn nứt
* Kiểm tra các vết rạn nứt ở phía trên giữa các xy lanh giữa các nắp lổ lắp
bulong mặt ngoài của khối xy lanh và các cạch lổ ổ trượt chính
* Đối với khối xy lanh bằng gang dùng thiết bị dò tìm vết nứt bằng từ tính ,
đối với xy lanh nhôm dùng chất nhuộn màu
- 16 -



Hình 4-21 sử dụng bình xịt chất màu thẩm thấu
Kiểm tra các lỗ ổ trượt chính :

* Kiểm tra sự thẳng hàng của các mlổ ổ trượt chính bằng cách dặt thước
thẳng chính xác phía trên dùng cử chiều dày (0,0015 inch) để xác định độ lệch .
* Nếu độ lệc vượt quá giá trị này cần thay khối xy lanh hoặc gia công lại các
lỗ ổ trượt chính . Hãy đặt các nắp ổ trượt chính vào khố xy lanh xiết chặ
t các bulong
theo yêu cầu và đo các lỗ ổ trượt chính để xác địng đường kính độ côn và độ không
tròn.

- 17 -

Hình 4_22: Kiểm tra sự thẳng hàng



Hình 4-22 Đo lỗ trượt chính bằng đồng hồ so.
Kiểm tra các, bề mặt gia công
* Kiểm tra các bề mặt lắp đệm kín, kiểm tra bề mặt đệm kín giữa khối xy
lanh và đầu xy lanh bằng cách dùng thước thẳng chính xác và cử chiều dày .

- 18 -
Hình 4_23 : Sử dụng thước thẳng chính xác và cử chiều dày
để kiểm tra bề mặt khối xy lanh
Sữa chữa :
* Khi hao mòn ít hơn giới hạn cho phép có thể mài bóng để khôi phục hình
dáng tròn xoay của mặt trong xy lanh , thay vòng găng mới , không cần thay piston.


Hình 4_24: Sơ đồ chuyển động của đá mài bóng mặt torn xy lanh :1- đá
mài ,2-lót xy lanh,3-vít me phải ,4-vít me trái ,5-lò xo,6-khớp các dăng
* Khi hao mòn tới giới hạn cho phép, người ta thường doa và mài bóng mặt

trong theo kích thước sữa chữa.
* Có thể dùng máy di động đặt trên thân máy để doa và mài bóng xy lanh .
Có thể tháo rời ống xy lanh mang lên máy cố định để doa và mài bóng .
- 19 -


Hình 4-25:Thiết bị mài bóng
* Nếu mà xy lanh đã doa nhiều lần , ở lần cuối bị mòn không đều nếu xét
thấy doa trùng tâm ban đầu lượng cắt đi vượt quá kích thước cho phép sữa chữa có
thể tiến hành doa sai tâm.




* Sau khi doa xy lanh được mài bóng , khi mài bóng người ta làm mát và rữa
mặt mài bằng dầu diesel có P =1- 2 kg/cm2 ở giai đoạn cuối có thể thay dầu diesel
bằng dung dịch CuSO4 100- 300 g/lít. Thời gian mài them khoảng 1 phút làm vậy
ma sát giữa xy lanh và vòng găng sau này sẻ giảm nhi
ều
* Khi bị mòn quá giới hạn hay bị thủng , bị nút … phải thay xy lanh mới
hoặc xy lanh đã được khôi phục.
1.3.4. Nắp xy lanh
Hao mòn hư hỏng.
* Nắp xy lanh đạy kín xy lanh cùng với xy lanh và đỉnh piton tạo ra buồng
đốt , chụi áp lực khí trong xy lanh
- 20 -
* Nắp xy lanh là nơi chứa vòi phun , nhien liệu cacte nạp xả khởi động là nơi
đặt giá đỡ trục của đòn gánh hoặc trục quả đào phân phối khí

Hình 4_26:Nắp xy lanh
* Hư hỏng :
- Do nhiệm vụ như trên , nắp xy lanh hay bị vênh nứt do siết không đều và
do ứng suất nhiệt ở các vùng chênh lệch nhau nhiều.
* Kiểm tra :
- Như kiểm tra ở than máy thử kín của khoang nướclàmmátbằng áp lự
c p=
5kg/cm2 thử buồng đốtbằng khí có áp suất ( 40- 50) kg/cm
2
.
- Ta có thể kiểm tra bằng độ tìm rạn nứt . Một cách kiểm tra đầu xy lanh
gang là dùng bộ dò vết nứt từ tính. Kiêm tra đầu xy lanh nhôm bằng bình xịt chất
màu thẩm thấu.


- 21 -
Hình 4-27 :Sử dụng bình xịt chất màu thẩm thấu để kiểm tra vết nứt ở đấu
xy lanh nhôm .
- Kiểm tra độ phẳng ở mặt đầu xy lanh , bao gồm kiểm tra bề mặt dệm kín
quá 0.002inch (0.05 mm) trên các khoảng đo 6 inch (150mm) hoặc 0.006
inch(0.15mm) trên toàn bộ mặt đó


Hình 4-28. Kiểm tra độ thẳng bề mặt đầu xy lanh bằng
thước thẳng và cữ chiều dày chuẩn.
*Sửa Chữa :
- S
ửa chữa các vết nứt tiến hành như đối với than động cơ . bạc dẫn
hướngxả khi mòn nhiều phải thay.

- Bệ đỡ xupap bị mòn rơ …. Sẽ làm xupap đậy không kín , máy khó khởi
động.
-Thường dung doa tay để khôi phục hình dáng mặt tiếp xúc giữa xupap và
bệ . sau khi doa xong cần rà lai ăn khớp giữa và bệ bột rá .nếu chỗ tiếp hỏng nặng
có thể khoét rộng dạng còn rồi đóng một ph
ụ vào với độgăng ( 0.07 – 0.12 ) ghép
chi tiết phụ phải cận . nếu nó bị rơi ra ngoài hoặc bị mẻ vỡ sẽ gay hư hỏng nặng
cho píton và xy lanh.
- 22 -
1.4. CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU ĐÃ ĐƯỢC ÁP DỤNG NHẰM CẢI THIỆN
CHẤT LƯỢNG HỖN HỢP CHÁY Ở : ĐỘNG CƠ DIESEL VÀ ĐỘNG CƠ
XĂNG.
1.4.1. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG:
* Cấu trúc buồng đốt
* Tỉ số nén của động cơ
* Và một số yếu tố khác: khả năng tạo lốc xoáy trong buồng đốt, vị trí đặt
vòi phun hay kim phun.









1.4.2. CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU ĐÃ ĐƯỢC ÁP DỤNG NHẰM CẢI THIỆN
CHẤT LƯỢNG TẠO HỖN HỢP CHÁY Ở ĐỘNG CƠ DIESEL VÀ ĐỘNG
CƠ XĂNG.
1.4.2.1. Đối với động cơ diesel

Do việc hình thành hoà khí chủ yếu vào chất lượng phun và sự phối hợp hình
dạng các tia nhiên liệu với hình dạng buồng cháy. Nên người ta đề ra các giải pháp.
Bơm cao áp
Bơm cao áp là loại bơm có nhiệm vụ cung c
ấp nhiên liệu cho xi lanh động
cơ đảm bảo:
* Nhiên liệu có áp suất cao, tạo chênh áp lớn trước và sau lỗ phun.
* Cung cấp nhiên liệu đúng thời điểm và theo quy luật mong muốn.
* Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xilanh động cơ.
- 23 -
* Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình
phù hợp với chế độ làm việc của động cơ.





- 24 -

- 25 -