Bài giảng cấu tạo động cơ đốt trong chương 3 các cơ cấu chính của động cơ

Ch­¬ng 3. c¸c c¬ cÊu chÝnh cña ®éng c¬

Động cơ có 2 cơ cấu chính:
1. Cơ cấu khuỷu trục thanh
truyền (CCKTTT);
2. Cơ cấu phối khí (CCPK).


Động cơ có 2 cơ cấu chính:
1. Cơ cấu khuỷu trục thanh
truyền (CCKTTT);
2. Cơ cấu phối khí (CCPK).


Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền

Nhóm chi tiết cố
định:
- Thân máy
-Hộp trục khuỷu
- ổ trục
- Nắp xy lanh
- ống lót xy lanh
- Giong (đệm) bao
kín

Nhóm chi tiết chuyển động:
- Nhóm pít tông
- Nhóm thanh truyền
- Nhóm trục khuỷu và bánh đà.

Nhóm chi tiết
cố định của
CC KTTT (vỏ
động cơ)
Nhóm chi tiết
chuyển động
của CC
KTTT


3.1.1. Nhóm các chi tiết cố định của ĐC
Chú thích
1. Nắp che.
2. Nắp xy lanh.
3.Thân xy lanh.
4,5. Hộp trục khuỷu.
6. Đáy (các te) dầu.

Sơ đồ nhóm chi tiết cố định của đ.cơ


Lùc t¸c dông lªn c¸c chi tiÕt cña ®éng c¬
Pj

p’K
p”K

N

Ptt
P
L



Pr
Z


T
Ptt
Lùc t¸c dông trªn ®éng c¬
mét xy lanh


Lực khí thể
Lực khí thể tạo bởi sự chênh lệch áp suất khí cháy tác dụng lên
đỉnh PT và áp suất phía dưới đỉnh pít tông. Trong tính toán động
lực học, các lực này thường được tính trên 1 đơn vị diện tích của
đỉnh PT có thứ nguyên của áp suất. Lực riêng (áp suất) tác dụng
trên đỉnh PT sẽ là:

p p 'p "
k

k

k

ở C thông thường có thể pk bằng với áp suất môi trường
xung quanh; với C tác dụng kép, pk được chọn theo đồ thị chỉ
thị đối với khoang phía dưới PT.
ở C 2 kỳ trao đổi khí theo kiểu quét vòng (không gian phía
dưới PT được sử dụng như bơm quét khí), áp suất pk sẽ thay đổi
theo thời gian.


Lực quán tính
Lực quán tính của các khối lượng tham gia chuyển động tịnh
tiến Pj là tích của các khối lượng chuyển động tịnh tiến với gia
tốc của PT.
Khối lượng tham gia chuyển động tịnh tiến gồm: khối lượng của
nhóm PT (PT, chốt PT, XM, khóa hãm chốt PT) và phần khối
lượng TT quy dẫn về đường tâm chốt PT.
Nếu lực khí thể được tính cho một đơn vị diện tích của đỉnh PT ,
thì lực quán tính cũng được tính tương tự như vậy.
Lực tổng tác dụng lên PT là:

P P P


k

j

Lực P tác dụng theo đường tâm XL; được phân thành lực ngang
N tác dụng vuông góc với đường tâm XL và lực Ptt tác dụng dọc
theo đường tâm TT (Hinh 3.3).

Lực ngang N ép PT vào thành XL và gây mài mòn các bề mặt
trượt; nó thay đổi về trị số, chiều tác dụng. đồng thời, N với cánh tay
đòn L còn tạo ra mô men lật động cơ (tác dụng lên bệ đỡ DC).
Lực Ptt được rời theo đường tác dụng đến tâm cổ khuỷu và được
phân thành: lực tiếp tuyến T tác dụng vuông góc với đường tâm
khuỷu và lực pháp tuyến Z tác dụng theo đường tâm khuỷu.
Lực tiếp tuyến T với bán kính quay R của khuỷu trục tạo ra mô
men xoắn Mx của động cơ; đồng thời tác dụng lên ổ trục.
Phần khối lượng quay của TK và phần khối lượng TT quy dẫn về
đường tâm cổ khuỷu sinh ra lực quán tính ly tâm Pr (Hinh 3.3) trùng
với phương của lực Z. Hai lực Pr và Z sẽ tác dụng lên ổ đỡ của TK.
Pr thường được cân bằng nhờ đối trọng trên phương kéo dài của má
khuỷu.


Công của lực tiếp tuyến T dùng để khắc phục các loại lực cản.
Trong hành trình sinh công, nhiệt lượng sinh ra công dãn nở
công có ích và làm tăng tốc độ TK. Năng lượng dư thừa (làm tăng
tốc độ TK ) sẽ được tích lũy nhờ tất cả các khối lượng tham gia
chuyển động quay (chủ yếu là bánh đà) và sẽ được hoàn lại cho
CCKTTT trong các hành trình khác của chu trình công tác.
Mô men quán tính của bánh đà càng lớn và số XL của ĐC càng
nhiều thì tốc độ của TK càng đồng đều hơn (ít biến thiên hơn).
Các lực quán tính ở ĐC nhiều XL còn tạo ra các mô men. Khi
không được cân bằng thì các lực quán tính cũng như các mô men
này gây ra sự rung chấn của động cơ khi làm việc muốn ĐC
được cân bằng cần lựa chọn hợp lý góc lệch giữa các khuỷu trục,
bố trí hợp lý các xy lanh và đặt đối trọng.

Th©n §C (Th©n m¸y)
Thân động cơ là một bộ phận của vỏ động cơ, trên đó bố trí các ống lót
xylanh, ổ trục chính, áo nước làm mát, các cơ cấu dẫn động, các hệ thống
đường ống....


Xy lanh đúc liền với áo nước

Ống lót xylanh

Thân xy lanh (bloc)

Vách ngăn giữa các xy lanh

Tấm đệm
trên

Khoang
làm mát

Vách bên

Xy lanh
Vách đầu

Cácte bao gồm:
vách ngăn ổ trục
chính,
vách đầu và vách bên,

tấm đệm tựa và phần
dưới

Phần dưới cácte
Để tăng độ cứng trên mặt phần
dưới cácte người ta dập hoặc hàn
thêm gân, còn ở các chỗ nối hàn
thêm các miếng từ thép tấm

Cấu tạo chung của thân xy lanh và hộp trục khuỷu


+ Yêu cầu với thân máy (và nắp máy):
- Đủ SB và độ cứng vững để chịu tải trọng lớn và Tcao
- Dễ tháo lắp và điều chỉnh các cơ cấu, hệ thống.
- Đảm bảo yêu cầu đặc biệt (kết cấu buồng cháy (BC), lưu
thông nước, dầu...)
- Khối lượng và kích thước nhỏ, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo.
+ Phương pháp chế tạo: Thân máy và nắp máy thường được đúc
(ĐC cỡ nhỏ và trung bình) hoặc hàn (ĐC cỡ lớn).
+ Vật liệu chế tạo: thường dùng là gang xám. Các ĐC cỡ nhỏ (mô
tô, xe máy, máy phát điện nhỏ) dùng HK nhôm. Với các ĐC cỡ
lớn thường hàn bằng thép tấm hoặc thép định hình.


Phân loại thân động cơ ô tô: phụ thuộc vào bố trí xy lanh
•

dẫy thẳng: phân bố xi lanh một hàng thẳng;

•

Chữ V: hai hàng tạo với nhau một goc γ, gọi là góc nhị diện

•

Oppoziv khi γ = 180 о;

•

Chữ W: hai VR.

•

VR: giống chữ V nhưng với góc nhị diện nhỏ…


Dẫy thẳng: phân bố xi lanh một hàng thẳng




Chữ V: hai hàng tạo với nhau một goc γ, gọi là góc nhị diện


góc nhị diện 90 °


Oppoziv (B2,B4)khi γ = 180 о

Chữ W