Đồ án khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, nắp thân máy và xylanh

Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy

MỤC LỤC

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy
LỜI NÓI ĐẦU

Ngành ô tô chiếm giữ vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân và trong
lĩnh vực quốc phòng. Nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật và công nghệ mới đã được áp
dụng nhanh chóng vào công nghê chế tạo ô tô. Các tiến bộ khoa học đã được áp dụng
vào thực tiễn nhằm mục đích giảm cường độ lao động cho người lái, đảm bảo an toàn
cho xe, người, hàng hóa và tăng tính kinh tế nhiên liệu của xe. Nhằm nâng cao kiến
thức và áp dụng khoa hoc vào lĩnh vực nghiên cứu, nằm trong mục tiêu đào tào cho
sinh viên ngành cơ khí động lực ôtô của trường cũng như góp một phần nhỏ làm
phong phú thêm các bài giảng hay tài liệu tham khảo cho các sinh viên về động cơ nhất
là động cơ diesel trang bị trên ô tô. Vì vậy, trên cơ sở đó em được chọn làm đề tài về:
“KHẢO SÁT CƠ CẤU TRỤC KHUỶU – THANH TRUYỀN, NẮP-THÂN MÁY VÀ
XYLANH”. Với vốn kiến thức và thời gian có hạn nên bài khóa luận của em còn nhiều
thiếu sót, em mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy trong khoa động lực để bài
khóa luận của em được hoàn thiện hơn. Trong thời gian làm khóa luận em đã nhận
được nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của các bạn trong nhóm làm đề tài và các thầy trong
khoa. Đặc biệt là sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Nguyễn Quốc Hoàng đã giúp em
hoàn thành bài khóa luận tốt nghiệp này.

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 2


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy

MỞ ĐẦU

1. Mục đích của đề tài.
Để đảm bảo an toàn khi ôtô chuyển động trên đường, người vận hành phải có
kinh nghiệm xử lí và thành thạo các thao tác điều khiển. Mặt khác, để thuận tiện cho
người vận hành thực hiện các thao tác đó, đòi hỏi ôtô phải đảm bảo tính năng an toàn
cao. Hệ thống truyền động, thân-nắp máy và xylanh là hệ thống rất quan trọng trong
động cơ. Tìm hiểu hệ thống truyền động, thân-nắp máy, xylanh của động cơ, sẽ giúp
chúng ta thấy kết cấu cũng như nguyên lý làm việc của động cơ, đồng thời củng cố và
bổ sung kiến thức chuyên nghành.
Tìm hiểu và nắm vững các chi tiết, nhóm chi tiết của hệ thống truyền động, thânnắp máy và xylanh để từ đo rút ra được những ưu điểm và tìm cách khắc phục sửa
chữa, cải tiến và phát triển chúng ngày càng tối ưu hơn.
Củng cố, bổ sung và tìm hiểu thêm kiến thức về cơ cấu trục khuỷu-thanh truyền
trên hệ thống. Hiểu rõ được nguyên lý làm việc, công dụng và quy trình tháo lắp của
các chi tiết, nhóm chi tiết lắp trên hệ thống, để có đủ kiến thức chẩn đoán và phát hiện
hư hỏng thường gặp. Tiếp cận làm quen với việc chẩn đoán bằng các thiết bij hiện đại,
máy vi tính, thiết bị thử MUT II, MUT III, máy quét lỗi… thông qua các mã lỗi.
2. Ý nghĩa của đề tài.
Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, nắp-thân máy và xylanh là một trong những hệ
thống quan trọng và chiếm diện tích lớn nhất nhất của động cơ, là một trong những hệ
thống trong động cơ được quan tâm hàng đầu của các nhà nghiên cứu và chế tạo động.
Nghiên cứu và khảo sát hệ thống này sẽ giúp chúng ta nắm vững những kiến thức cơ
bản để nâng cao hiệu quả khi sử dụng, khai thác, sửa chữa, cải tiến và chế tạo chúng.
Ngoài ra, nó còn bổ sung thêm nguồn tài liệu để phục vụ học tập và công tác sau này.

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 3


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy
NỘI DUNG

1. CƠ CẤU TRỤC KHUỶU - THANH TRUYỀN.
a. Công dụng.
Biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu và
biến chuển động quay của trục khuỷu thành chuyển động tịnh tiến của piston.
b. Cấu tạo.
Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền bao gồm piston cùng với các xéc-măng, chốt piston,
thanh truyền, trục khuỷu và bánh đà.
1.1. Nhóm piston.

Hình 1.1 Cấu tạo nhóm piston, thanh truyền
1.1.1. Công dụng, điều kiện làm việc và yêu cầu
a. Công dụng
- Cùng với nắp xilanh tạo thành buồng cháy.
- Truyền lực khí thể cho thanh truyền ở hành trình sinh công.
- Nhận lực từ thanh truyền để thực hiện các hành trình còn lại.
- Ngoài ra ở một số động cơ hai kỳ người ta còn sử dụng piston để đóng cửa thải,
cửa quét, cửa nạp.

b. Điều kiện làm việc.
• Tải trọng cơ học lớn và có chu kỳ
• Áp suất lớn, có thể đến 120KG/cm2 hoặc hơn nữa
SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 4


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy

• Lưc quán tính lớn, đặc biệt là ở động cơ cao tốc
• Tải trọng nhiệt cao
Do tiếp xúc trực tiếp với khí cháy có nhiệt độ 2200-2800 K nên nhiệt độ đỉnh

piston có thể đến 500-800 K. Do nhiệt độ cao, piston bị giảm sức bền, bó kẹt, nứt, làm
giảm hệ số nạp, kích nổ…

• Ma sát lớn và ăn mòn hóa học
Do có lực ngang N nên giữa piston và xilanh có ma sát lớn. Điều kiện bôi trơn
tại đây rất khó khăn, thông thường chỉ bằng vung té nên khó bảo đảm bôi trơn hoàn
hảo. Mặt khác do thường xuyên tiếp xúc trực tiếp với sản vật cháy có các chất ăn mòn
như các hơi axit nên piston còn chịu ăn mòn hóa học.

c. Yêu cầu
Vật liệu chế tạo piston phải đảm bảo cho piston làm việc ổn định và lâu dài
trong những điều kiện khắc nghiệt. Trong thực tế một số vật liệu sau được dùng chế taọ
piston
• Gang: Thường dùng gang xám, gang dẻo, gang cầu. Có sức bền nhiệt và bền cơ học
khá cao, hệ số giãn nở dài nhỏ nên khó bị bó kẹt, dễ chế tạo và rẻ. Tuy nhiên, Gang rất
nặng nên lực quán tính của piston lớn. Do đó gang chỉ dùng chế tạo piston động cơ tốc
độ thấp.
• Thép: Có sức bền cao nên piston nhẹ. Tuy nhiên hệ số dẫn nhiệt cũng nhỏ đồng thời
khó đúc nên hiện nay ít được dùng.
• Hợp kim nhôm: Có nhiều ưu điểm như nhẹ, hệ số dẫn nhiệt lớn, hệ số ma sát với gang
nhỏ, dễ đúc, dễ gia công nên được dùng rất phổ biến để chế tạo piston. Tuy nhiên hợp
kim nhôm có hệ số giãn nở lớn nên khe hở giữa piston và xylanh phải lớn để tránh bo
kẹt. Do đó lọt khí nhiều từ buồng cháy xuống hộp trục khuỷu, động cơ khó khởi động
và làm việc khi có tiếng gõ khi piston đổi chiều. Ở nhiệt độ cao sức bền piston giảm
khá nhiều.
1.1.2. Đặc điểm cấu tạo
a. Piston
 Đỉnh piston : Đỉnh piston có công dụng cùng với xylanh, nắp xylanh tạo thành buồng
cháy về máy kết cấu có các loại đỉnh piston sau:
• Đỉnh bằng:

Diện tích chịu nhiệt nhỏ, kết cấu đơn giản. Kết cấu này được sử dụng trong động cơ
diesel buồng cháy dự bị và buồng cháy xoáy lốc

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 5


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy

• Đỉnh lồi:

Hình 1.2. Cấu tạo piston đỉnh bằng

Hình 1.3. Cấu tạo của piston đỉnh lồi
Có sức bền lớn, đỉnh mỏng, nhẹ nhưng diện tích chịu nhiệt lớn. Loại đỉnh này
thường được dùng trong động cơ xăng 4 kỳ và 2 xupap treo, buồng cháy chỏm cầu.

• Đỉnh lõm:

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 6


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy

Hình 1.4. Cấu tạo piston đỉnh lõm
Có thể tạo lốc xoáy nhẹ, tạo thuận lợi cho quá trình hình thành hỗn hợp và cháy.
Tuy nhiên sức bền kém và sức chịu nhiệt lớn hơn so với đỉnh bằng. Loại đỉnh này được
dùng trong cả động cơ xăng và diesel.
• Đỉnh chứa buồng cháy:
Thường gặp trong động cơ diesel. Đối với động cơ diesel có buồng cháy trên đỉnh
piston, kết cấu buồng cháy phải thỏa mãn các yêu cầu sau đây. Thứ nhất, phải phù hợp

với hình dạng buồng cháy và hướng của chùm tia phun nhiên liệu để tổ chức tạo thành
hỗn hợp tốt nhất. Thứ hai, phải tận dụng được xoáy lốc của không khí trong quá trình
nén .
 Đầu piston:
Đường kính đầu piston thường nhỏ hơn đường kính thân vì thân là phần dẫn
hướng của piston. Kết cấu đầu piston phai đảm bảo yêu cầu sau:
• Bao kín tốt cho buồng cháy nhằm ngăn khí chấy lọt xuống các-te dầu và dầu bôi trơn
từ các-te sục lên buồng cháy. Có 2 loại xéc-măng đó là xéc-măng khí để bao kín
buồng cháy và xéc-măng dầu để ngăn dầu sục lên buồng cháy. Số xéc-măng phụ thuộc
vào động cơ. Với động cơ diesel này dùng 3 xéc-măng gồm xéc-măng lửa, xéc-măng
khí, xéc-măng dầu. Xéc-măng được lắp lỏng trong rãnh piston nên có thể tự xoay trong
rãnh để xylanh không bị mòn cục bộ
• Tản nhiệt tốt cho piston truyền qua xéc-măng cho xylanh đến môi chất làm mát. Để tản
nhiệt tốt thường dùng các kết cấu đầu piston sau:

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 7


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy
Phần chuyển tiếp giữa đỉnh và đầu có bán kính R lớn. Dùng gân tản nhiệt ở dưới
đỉnh piston. Dùng rãnh ngăn nhiệt để giảm lượng nhiệt truyền cho xéc-măng thứ nhất.
Làm mát đỉnh pisston
• Sức bền cao: để tăng sức bền và độ cứng vững cho bệ chốt piston người ta thiết kế các
gân trợ lực.
 Thân piston có nhiệm vụ hướng cho piston chuyển động trong xylanh.
b. Chốt piston
•
Là chi tiết nối piston với thanh truyền
• Điều kiện làm việc: chịu lực va đập, tuần hoàn, nhiệt độ cao và điều kiện bôi trơn khó
khăn.

• Vật liệu chế tạo: thép ít các-bon và thép hợp kim.
• Kết cấu và kiểu lắp ghép:
+ Cố định chốt trên đầu nhỏ thanh truyền:
Khi đó chốt piston phải được lắp tự do trên bệ chốt. Không phải giải quyết vấn
đề bôi trơn nên có thể thu hẹp bề rộng đầu thanh truyền và như vậy tăng được chiều dài
của bệ chốt, giảm được áp suất tiếp xúc mòn tại đây. Tuy nhiên, mặt phẳng chịu lực
chốt ít thay đổi nên tính chịu mỏi kém.
+ Cố định chốt piston trên bệ chốt:
Khi đó chốt phải được lắp tự do trên thanh truyền. Do không phải bôi trơn cho
bệ chốt nên có thể rút ngắn chiều dài của bệ để tăng chiều rộng đầu nhỏ thanh truyền,
giảm được áp suất tiếp xúc của mối ghép này. Tuy nhiên, mặt phẳng chịu lực của chốt
piston không thay đổi nên tính chịu mỏi kém.
+ Lắp tự do cả hai mối ghép:
Tại hai mối ghép đều không có kết cấu hãm. Khi lắp ráp, mối ghép giữa chốt và
bạc đầu nhỏ thanh truyền là mối ghép lỏng, còn mối ghép với bệ chốt là mối ghép
trung gian, có độ dôi(0.01-0.02 mm đối với động cơ ô tô máy kéo). Trong quá trình
làm việc, do nhiệt độ cao, piston bằng hợp kim nhôm giãn ra nhều hơn chốt piston
bằng thép, tạo ra khe hở ở mối ghép này nên chốt piston có thể tự xoay. Khi đó, mặt
phẳng chịu lực thay đổi nên chốt piston mòn đều hơn và chịu mỏi tốt hơn.

c. Xéc-măng
• Vai trò:

Xéc-măng khí làm nhiệm vụ bao kín tránh lọt khí, xéc-măng dầu ngăn dầu bôi
trơn từ hộp trục khuỷu sục lên buồng cháy còn xéc-măng lửa làm kín buồng cháy.
• Điều kiện làm việc:

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 8

Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy
Xéc-măng chịu tải trọng cơ học lớn, nhất là xéc-măng đầu tiên(xéc-măng lửa),
ngoài ra xéc-măng còn chịu lực quán tính lớn, ăn mòn hóa học và ứng suất ban đầu khi
lắp ráp xéc-măng vào rãnh ở piston
• Vật liệu chế tạo:
Phải đảm bảo độ đàn hồi ở nhiệt độ cao và chịu mòn tốt. Hầu hết được chế tạo
bằng gang xám pha hợp kim. Vì xéc-măng đầu tiên chịu điều kiện làm việc khắc nghiệt
nhất nên ở một số động cơ xéc-măng lửa đầu tiên được mạ crôm xốp có chiều dày
0.03-0.06 mm có thể tăng tuổi thọ lên gấp 3 lần.
• Kết cấu:

Hình 1.5. Các loại xéc-măng măng

+Xéc-măng khí: có kết cấu đơn giản là một vòng hở miệng được kết cấu của
tiết diện và miệng xéc-măng. Loại tiết diện hình chữ nhật có kết cấu đơn giản, dễ chế
tạo, nhưng có áp suất riêng không lớn, thời gian rà khít với xylanh sau khi lắp ráp lâu.
Loại mặt côn có áp suất tiếp xúc lớn và có thể rà khít với xylanh nhanh chóng với
xylanh, tuy nhiên chế tạo phiền phức và phải đánh dấu khi lắp sao cho khi xéc-măng đi
xuống sẽ có tác dụng như một lưỡi cạo gạt dầu. Về kết cấu miệng, loại thẳng dễ chế tạo
nhưng dễ lọt khí và xục dầu qua miệng. Loại vát có thể khắc phục phần nào những
nhựơc điểm trên.
+Xéc-măng dầu: nếu chỉ có xéc-măng khí thì có hiện tượng bơm dầu lên
buồng cháy qua khe hở mặt đầu xéc-măng trong rãnh xéc-măng khi piston đổi chiều

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 9


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy
chuyển động. Dầu sẽ bị cháy kết muội và tiêu hao nhiều dầu bôi trơn. Có nhiệm vụ
ngăn dầu và ngoài ra dàn đều lên mặt xylanh. Ở xéc-măng dầu của piston có rãnh thoát

dầu
1.1.3. Kiểm tra hư hỏng và sửa chữa
a. Hư hỏng piston và chốt piston
• Phương pháp kiểm tra piston
- Làm sạch piston
+ Dùng dao cạo làm sạch muội than bám trên đỉnh piston.
+ Dùng dụng cụ chuyên dùng làm sạch muội than trong rãnh lắp xéc-măng.
+ Dùng bàn chải lông và chất tẩy rửa làm sạch toàn bộ piston rồi thổi sạch bằng
khí nén.
- Kiểm tra vết xước, nứt, vỡ piston
+ Quan sát trên toàn bộ piston để phát hiện các vết nứt, vỡ, xước, cháy rỗ trên bề
mặt dẫn hướng.
- Kiểm tra độ côn, độ ô van của piston.
+ Kiểm tra độ côn: Dùng panme (hoặc thước cặp) đo ngoài đường kính piston trên
phần dãn hướng vuông góc với đường tâm lỗ chốt ở hai vị trí đầu và cuối phần dẫn
hướng. Hệ số giữa hai lần đo là độ côn của piston. Nếu độ côn lớn hơn mức cho phép
phải thay piston.
+ Kiểm tra độ ô van: Dùng panme (hoặc thước cặp) đo ngoài đo đường kính piston
ở hai vị trí vuông góc với nhau trên cùng một tiết diên ngang của phần dẫn hướng.
Hiệu số hai lần đo là độ ô van của piston. Độ ô van lớn hơn mức quy định phải thay
mới.
Số liệu đo đường kính của động cơ mitsubishi 4DQ50
Bảng 1.1. Đo đường kính piston
Piston

Máy 1

Máy 2

Máy 3

Máy 4

83.14
83.5
83.14
83.5
Đo theo phương vuông góc với tâm lỗ chốt piston cách đỉnh 53.3 mm

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 10


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy

-

Hình 1.6: Đo đường kính piston
Nhận xét: So sánh kết quả trên, đường kính của piston mòn ít, có thể dùng được
nhưng trên bề mặt còn bị xước.
Thả piston rơi trong xylanh nếu nhanh là mòn nhiều phải sữa chữa, nếu rơi từ từ là

-

dùng được.
Dùng căn lá có chiều dày thích hợp, dài 200mm và rộng 13mm, cắm vào giữa piston

-

(không lắp xéc-măng để ngược đầu vào trong xylanh) và xylanh, căn là ở vị trí vuông
góc với lỗ chốt và dùng cân lò xo kéo một lực 1+3.5 kg sẽ kéo được căn lá ra khe hở là

đạt yêu cầu.
Dùng thước cặp hoặc xéc-măng mới để kiểm tra độ mòn của rãnh xéc-măng
• Phương pháp kiểm tra chốt piston
+ Kiểm tra bề mặt chốt piston: Dùng mắt quan sát bề mặt làm việc của chốt piston
xem có vết xước, cháy rỗ không. Nếu có vết xước, rỗ, mòn thì phải thay chốt piston
+ Kiểm tra khe hở giữa chốt piston và bạc lót:
Để đo khe hở giữa chốt piston và bạc lót. Đầu tiên phải đo đường kính của chốt piston,
sau đó đo đường kính của bạc lót.

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 11


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy

Hình 1.7: Đo đường kính của chốt piston
Số liệu đo đường kính lỗ chốt piston của động cơ Mitsubishi 4DQ50.
Bảng 1.2. Đo đường kính và độ ôvan lỗ lắp chốt piston
Vị trí đo

Đường
kính lỗ
lắp chốt
piston

Vị trí 1

Vị trí 2

Phương

Máy 1

Máy 2

Máy 3

Máy 4

DIab

25

25.1

25.001

25.001

DIAB

25.004

25.1

25

25.003

Độ Ôvan

0.04

0

0.001

0.002

DIiab

25.1

24.905

25

25.2

DIIAB

25.1

24.9

25.1

25.15

Độ Ôvan

0

0.005

0.1

0.05

Độ Ôvan, độ côn tiêu chuẩn: 0.005 mm
Nhận xét: Độ mòn ôvan của lỗ chốt piston đạt yêu cầu so với độ mòn ôvan tiêu
chuẩn

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 12


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy

Hình 1.8: Đo đường kính lỗ chốt piston
Số liệu đo đường kính chốt piston của động cơ Mitsubishi 4DQ50.
Bảng 1.3. Đo đường kính chốt piston và độ ôvan

Chốt
pis-ton

Vị trí đo

Phương đo
DIab

Máy 1

24.042

Máy 2
24.04

Máy 3
24.38

Máy 4
24.046

Vị trí 1

DIAB
Ôvan
DIiab

24.04
0.002
24.032

24.036
0.004
24.34

24.38
0
24.036

24.04

0.006
24.34

Vị trí 2

DIIAB
Ôvan
DIIIab

24.036
0.004
24.03

24.34
0
24.34

24.031
0.05
24.32

24.34
0
24.03

Vị trí 3

DIIIAB
24.037
24.44

24.42
24.038
Ôvan
0.007
0.10
0.10
0.008
Độ Ôvan tiêu chuẩn: 0.005 mm
Nhận xét: Độ mòn ôvan của chốt piston đạt yêu cầu so với độ mòn ôvan tiêu
chuẩn
Dùng thước cặp hoặc đồng hồ so đo trong để đo đường kính lỗ và chốt piston.
Tính khe hở giữa chốt và lỗ chốt. Nếu khe hở lớn quá thì phải thay bạc đầu nhỏ
thanh truyền.

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 13


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy
Phương pháp sửa chữa
• Sửa chữa piston:
+ Piston cũ mòn ít còn trong tiêu chuẩn khe hở cho phép bị cào xước nhẹ bề mặt ta
dùng giấy nhám mịn đánh bóng hết vết xước và dùng lại cho xylanh vừa khe hở lắp
ráp.
+ Piston có khe hở mòn ít trong khe hở tiêu chuẩn mà các rãnh xéc-măng bị nứt vỡ
hay mòn rộng ta tiến hành hàn đắp nhôm sau đó tiện lại kích thước rãnh.
+ Piston mòn rộng lỗ chốt mà bề mặt thân còn dùng được thì tiến hành doa rộng để
lắp chốt lớn hơn hoặc hàn đắp phần bị mòn và doa tiện lại kích thước ban đầu. (mỗi lần
doa: 0.025-0.035 mm)
+ Piston bị nứt vỡ, cào xước nhiều và mòn nhiều thường được thay mới theo kích
thước sửa chữa lớn hơn. Mỗi cos sửa chữa cách nhau 0.25 mm.

+ Thường khi thay piston mới thì chốt cũng được thay luôn và không phải cạo rà
lỗ chốt. Nếu lắp chốt vào lỗ chốt không được thì phải doa lỗ khe hở lắp ráp.
• Sữa chữa chốt piston
+ Chốt bị mòn trên 0.03 mm và độ mòn côn ô van trên 0.05 mm đều được sửa
chữa bằng cách mạ thép hoặc crôm, sau đó mài bóng đến kích thước ban đầu.
+ Chốt bị nứt, mòn nhiều phải thay, mỗi cos sửa chữa là 0.1mm.
+ Mỗi lần thay chốt phải kiểm tra khe hở lắp ghép giữa chốt với lỗ chốt và lỗ bạc
đồng đầu nhỏ thanh truyền. Nếu không lắp được phải tiến hành cạo rà đến khe hở và
yêu cầu diện tích tiếp xúc khi lắp ráp để chốt xoay nhẹ nhàng.
+ Nong chốt pít tông bị mòn
Nong chốt pít tông rồi mài tròn ngoài theo kích thước ban đầu hay kích thước
sửa chữa.
Chốt định tâm 3 có đường kính ngoài nhỏ hơn đường kính trong bạc 1 là 0.10 ÷
0.20 mm. Dùng máy ép với áp suất P = (60 ÷ 65) kG/cm2 để ép cốc 4 và 5 (có gờ
trong) làm bạc số 1 giảm đường kính đi (0.10 ÷ 0.20) mm và tất nhiên sẽ ngắn hơn ban
đầu (2 ÷ 3) mm.
Quá trình nong như sau:
- Ủ chốt pít tông: nung chốt lên đến (800 ÷ 820)0C để nguội trong lò (12 ÷ 15)
giờ.
- Nong chốt: lắp chốt vào khuôn nong, chọn nong có đường kính ngoài lớn hơn
đường kính trong của chốt (0.15 ÷ 0.30) mm, bôi trơn cái nong, ép cái nong chạy qua
lỗ chốt vài lần sẽ làm tăng đường kính lên phù hợp yêu cầu.
- Nhiệt luyện lại chốt: thấm than mặt ngoài, tôi, ram. Rồi mài tròn ngoài có
đường kính ban đầu hay kích thước sửa chữa.

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 14


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy

b. Hư hỏng xéc-măng
•
Phương pháp kiểm tra

-

+ Kiểm tra khe hở miệng
- Tháo xéc-măng cần kiểm tra ra khỏi piston
Cho xéc-măng vào trong xylanh dùng đầu piston đẩy xéc-măng vào cách miệng xylanh
20 mm ở vị trí phẳng. Sau đó, dùng căn lá phù hợp đo khe hở miệng và so với khe hở
tiêu chuẩn cho phép.

Hình 1.9: Đo khe hở miệng xéc-măng
Số đo khe hở miệng của động cơ mitsubishi 4DQ50
Bảng 1.4. Đo khe hở miệng xéc-măng
Khe hở
Miệng
xec-măng

Xec-măng

Máy 1

Máy 2

Máy 3

Máy 4

Xec-măng lửa

2.61

2.48

2.45

2,50

Xec-măng khí

3.855

3.5

3.55

3.65

Xec-măng dầu

2.525

2.5

2.45

2.48

Khe hở tiêu chuẩn miệng xéc-măng dầu: 0.15-0.25 mm, tối đa cho phép: 1.2 mm

Khe hở tiêu chuẩn miệng xéc-măng khí: 0.13-0.38 mm, tối đa cho phép: 0.20 mm
Nhận xét: Với khe hở miệng như trên thì các xéc-măng của động cơ mitsubishi đều
được thay mới do vượt quá khe hở tiêu chuẩn
+ Kiểm tra khe hở cạnh

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 15


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy
Cho xéc-măng vào rãnh piston và xoay tròn xéc-măng trong rãnh piston. Xéc-măng
phải xoay nhẹ nhàng trong rãnh piston. Chọn căn lá có chiều dày thích hợp đưa vào
khe hở giữa xéc-măng và rãnh piston. Sau đó so với khe hở tiêu chuẩn.

Hình 1.10: Kiểm tra khe hở cạnh xéc-măng
Số đo khe hở cạnh của động cơ mitsubishi 4DQ50
Bảng 1.5. Đo khe hở cạnh xéc-măng
Khe hở

Cạnh
xec-măng

Xec-măng

Máy 1

Máy 2

Máy 3

Máy 4

Xec-măng lửa

0.17

0.15

0.16

0.17

Xec-măng khí

0.11

0.11

0.12

0.1

Xec-măng dầu

0.06

0.055

0.06

0.05

Khe hở cạnh tiêu chuẩn: 0.03-0.08 mm, tối đa cho phép 0.2 mm
Nhận xét: Với khe hở cạnh như trên thì các xéc-măng của động cơ mitsubishi
đều được thay mới do vượt quá khe hở tiêu chuẩn.
+ Kiểm tra khe hở lưng
Đặt xéc-măng vào trong rãnh nếu thấp hơn rãnh từ 0.2-0.35 mm là đạt. Hoặc
dùng thước đo độ sâu của rãnh xéc-măng, panme để đo chiều rộng của xéc-măng, hiệu
số kích thước đo được chính là khe hở lưng xéc-măng.

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 16


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy

Hình 1.11: Kiểm tra độ tròn

+ Kiểm tra độ tròn của xéc-măng(độ lọt ánh sáng)
Đặt xéc-măng vào trong xylanh, dùng piston đẩy xéc-măng cho phẳng đặt 1 bóng
đèn điện ở phía dưới xylanh, phía trên xéc-măng đặt một tấm bìa có đường kính nhỏ
hơn xylanh nhưng lớn hơn đường kính trong xéc-măng. Quan sát mức độ lọt ánh sáng
qua khe hở giữa lưng xéc-măng và thành xylanh. Một xéc-măng không được quá hai
chỗ lọt ánh sáng, chiều dài mỗi cung tròn không quá 30%, tổng chiều dài của các cung
lọt ánh sáng không quá 60% với khe hở cung lọt là 0.03 mm. Nếu khe hở nhỏ hơn
0.015 mm thì chiều dài cung lọt ánh sáng cho phép có thể lên tới 1200.
• Phương pháp sửa chữa.
+ Động cơ vào sữa chữa các cấp hay bảo dưỡng cấp II đều được thay xéc-măng
+ Kích thước sửa chữa xéc-măng theo cos của xylanh và piston: mỗi cos lớn hơn
0.25mm
+ Khi thay xéc-măng luôn kiểm tra lại cửa miệng và rãnh xéc-măng.
+ Nếu khe hở miệng nhỏ quá thì phải dũa miệng bằng cách kẹp dũa mịn lên ê tô:

dùng 2 tay đưa miệng xéc-măng vào dũa và dũa đến khe hở tiêu chuẩn và đặt hai đầu
miệng phải song song nhau.

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 17


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy
+ Nếu khe hở lưng không có thì phải tiến hành tiện sâu rãnh đủ khe hở tiêu
chuẩn
+ Nếu khe hở bên hơi sát thì có thể mài rà mặt phẳng vòng xéc-măng trên giấy
nhám mịn đến khi xoay nhẹ. Nếu quá chặt thì tiện phay rãnh rộng hơn
+ Khi thay lắp xéc-măng cào piston phải lắp cùng chiều vát và miệng xéc-măng.
Quá trình lắp phải nhẹ nhàng và dùng dụng cụ chuyên dùng tránh gãy hỏng xéc-măng.
1.2. Thanh truyền

Hình 1.11. Cấu tạo của thanh truyền.
1.2.1. Nhiệm vụ ,điều kiện làm việc và yêu cầu
a. Nhiệm vụ
Thanh truyền là chi tiết nối giữa piston và trục khuỷu hoặc guốc trượt.
b. Điều kiện làm việc
Thanh truyền chịu lực khí thể, lực quán tính của nhóm piston và lực quán tính
của bản thân thanh truyền. Các lực trên là lực tuần hoàn và đâp.
c. Yêu cầu
Đối với động cơ tĩnh tại và động cơ tàu thủy tốc độ thấp, người ta dùng thép ít
các-bon hoặc thép các-bon trung bình như C30, C35, C45. Đối với động cơ máy kéo và
động cơ tàu thủy cao tốc, người ta dùng thép các-bon trung bnh như C40, C45 hoặc
thép hợp kim crôm, niken. Còn đối với động cơ cao tốc và cường hóa như động cơ ô tô
du lịch, xe đua..người ta dùng thép hợp kim đạc biệt có nhiều thành phần hợp kim như
măng-gan, niken, vônphram.

1.2.2. Đặc điểm cấu tạo
a. Đầu nhỏ thanh truyền

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 18


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy
+ Khi chốt piston lắp tự do với đầu nhỏ thanh truyền, trên đầu nhỏ thường phải có
bạc lót. Đối với động cơ ô tô máy kéo thường là động cơ cao tốc, đầu nhỏ thường
mỏng để giảm trọng lượng. Ở một số động cơ người ta thường làm vấu lồi trên đầu
nhỏ để điều chỉnh trọng tâm thanh truyền cho đồng đều giữa các xylanh. Để bôi trơn
bạc lót và chốt piston có những phương án như dùng rãnh hứng dầu hoặc bôi trơn
cưỡng bức do dẫn dầu từ trục khuỷu dọc theo thân thanh truyền.
+ Khi chốt piston cố định trên đầu nhỏ thanh truyền, đầu nhỏ phải có kết cấu kẹp
chặt
b. Thân thanh truyền
Tiết diện thân thanh truyền thay đổi từ nhỏ đến lớn kể từ đầu nhỏ đến đầu to.
Tiết diện tròn (hình 1.11.a) có dạng đơn giản, có thể tạo phôi bằng rèn tự do,
thường được dùng trong động cơ tàu thuỷ. Loại này không tận dụng vật liệu theo quan
điểm sức bền đều.
- Loại tiết diện chữ I (Hình 1.11. b) có sức bền đều theo hai phương, được dùng
rất phổ biến, từ động cơ cỡ nhỏ đến động cơ cỡ lớn và được tạo phôi bằng phương
pháp rèn khuôn.
- Loại tiết diện hình chữ nhật, ôvan (Hình 1.11. d, e) có ưu điểm là dễ chế tạo
thường được dùng ở động cơ môtô, xuồng máy cỡ nhỏ.
Hiện nay thân có tiết diện (Hình 1.11. b, c) được sử dụng phổ biến trên các động
cơ ôtô, đặc biệt là xe du lịch, bởi vì tiết diện dạng chữ I vì loại này tiết kiệm được
nguyên liệu có sức bền đều và độ cứng vững cao do ở hai phía đề có gân trợ lực. Nó có
khả năng chịu uốn xoắn tốt.

Hình 1.12: Các loại tiết diện thân thanh truyền

Để bôi trơn chốt piston bằng áp lực, ở một số động cơ dọc theo thân thanh
truyền có khoan lỗ dẫn dầu. Đế tăng độ cứng vững và dễ khoan lỗ dẫn dầu thân thanh
truyền có gân trên suốt chiều dài.
c. Đầu to thanh truyền
Đầu to thanh truyền lắp với cổ biên hay chốt khuỷu của trục khuỷu có nhiều kết
cấu khác nhau.

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 19


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy
Để lắp ghép với trục khuỷu được dễ dàng đầu to thanh truyền thường được cắt
thành 2 nửa, phần dời được gọi là lắp đầu to (lắp biên) và được lắp ghép với nửa trên
bằng các bulông
- Đối với động cơ cỡ lớn, để tiện khi chế tạo người ta chế tạo đầu to thanh truyền
riêng rồi lắp với thân thanh truyền (hình 1.11. a). Bề mặt lắp ghép giữa thân và đầu to
thanh truyền được lắp các tấm đệm thép dày 0.05 – 0.20 mm để có thể điều chỉnh tỷ số
nén cho đồng đều giữa các thành xylanh.
- Trong một số trường hợp do kích thước đầu to quá lớn nên đầu to thanh truyền
được chia làm 2 nửa bằng mặt phẳng chéo (hình 1.12. b) để bắt lọt vào xylanh khi lắp
ráp. Khi đó mối ghép sẽ phải có kết cấu chịu lực cắt thay cho bulông thanh truyền như
vấu hoặc răng khía.
- Để giảm kích thước đầu to thanh truyền có loại kết cấu bản lề và hãm bằng chốt
con (hình 1.12. c).
- Một số động cơ 2 kỳ cỡ nhỏ có thanh truyền không chia làm hai nửa phải dùng
ổ bi đũa (hình 1.12. d) được lắp dần từng viên ở một số động cơ xylanh kiểu chữ V
hoặc hình sao, thanh truyền của hai hàng xylanh khác nhau.

Hình 1.13: Kết cấu đầu to thanh truyền

d. Bulong thanh truyền
• Vai trò

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 20


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy
Là chi tiết ghép nối hai nửa đầu to thanh truyền, nó có thể ở dạng bulong hay
cấy, tuy kết cấu đơn giản nhưng rất quan trọng nên phải được quan tâm khi thiết kế vầ
chế tạo. Nếu bulong thanh truyền do nguyên nhân nào đó bị đứt sẽ dẫn tới phá hỏng
toàn bộ động cơ.
• Điều kiện làm việc
Bulong thanh truyền khi làm việc chịu các lực như lực xiết ban đầu, lực quán tính
của nhóm piston-thanh truyền không kể nắp đầu to thanh truyền. Những lực này đều là
các lực có chu kỳ cho nên bulong thanh truyền phải có sức bền mỏi cao.
• Vật liệu chế tạo
Bulong thanh truyền được chế tạo bằng thép hợp kim có các thành phần crôm,
man-gan, niken…Tốc độ động cơ càng lớn, vật liệu bulong thanh truyền có hàm lượng
kim loại quý càng nhều.
e. Bạc lót
- Công dụng
Hạn chế việc mài mòn trực tiếp giữa cổ biên với đầu to thanh truyền đồng thời
để tăng tính kinh tế trong quá trình sửa chữa.

Hình 1.14: Bạc lót

- Điều kiện làm việc
Khi làm việc bạc lót chịu lực ma sát lớn.

- Phân loại
Có thể chia bạc lót thành hai loại là bạc lót mỏng và bạc lót dày

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 21


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy
+ Bạc lót mỏng: Thường được sử dụng trên động cơ ôtô, máy kép có ưu điểm
thuận tiện khi thay thế sửa chữa theo cốt tức là thay bạc có đường nhỏ hơn.
+ Bạc lót dày: có gộp bạc và lớp hợp kim chịu mòn đều dày và thường có gờ vai
cũng được tráng hợp kim chịu mòn để hạn chế di chuyển dọc trục. Giữa hai bề mặt có
thể cạo rà bạc lót theo kích thước sửa chữa.

- Cấu tạo
Bạc đầu nhỏ thanh truyền: Khi lắp chốt piston xoay tương đối với đầu nhỏ thanh
truyền thì trong đầu nhỏ có ép vào 1 bạc đồng mỏng dày 0.01÷ 0.04 mm để giảm ma
sát, chống mòn. Bạc được ép vào lỗ rồi doa lại cho chính xác.
- Bạc đầu to lắp giữa đầu to thanh truyền và cổ trục khuỷu. Bạc gồm 2 nửa có
kết cấu gần giống nhau, thường làm bằng vỏ thép rồi tráng lớp hợp kim chống mòn.
Đối với động cơ xăng là hợp kim có nền thiếc hoặc chì. Động cơ diesel thường dùng
hợp kim đồng chì.
Để tránh bạc bị xoay trong đầu to thanh truyền, mỗi nửa bạc có gập cựa hãm (gờ
định vị) ăn khớp với rãnh trong đầu to thanh truyền. Để tăng độ tiếp xúc với đầu to
thanh truyền đường kính ngoài của bạc lớn hơn đường kính lỗ đầu to khoảng 0.03 ÷
0.04 mm. Trong bạc đầu to thanh truyền thường có rãnh chứa dầu. Dầu bôi trơn giữa
bạc và cổ quay thanh truyền sẽ qua 1 lỗ nhỏ ở nửa bạc trên trùng với lỗ ở đầu to thanh
truyền lên bôi trơn cho xilanh bằng cách vung vẩy.

1.2.3. Kiểm tra và sữa chữa các hư hỏng

a. Kiểm tra hư hỏng
Kiểm tra thanh truyền bị cong và bị xoắn
+ Lắp nhóm piston vào thanh truyền rồi vào xylanh và cổ biên (piston không lắp
xéc-măng)
+ Lắp đầu to có bạc vào cổ biên bắt chặt đủ lực quy định, sau đó quay truc khuỷu
cho piston ở điểm chết trên và dùng căn lá có độ dày hợp lý để đo khe hở giữa piston
và xylanh ở quanh piston.
+ Rồi tiếp tục đo khe hở quanh piston và xylanh ở vị trí giữa xylanh và điểm chết
dưới.
+ Nếu khe hở lớn về phía cả 3 vị trí chứng tỏ thanh truyền cong về phía khe hở nhỏ.
+ Nếu ke hở lớn ở vị trí điểm chết trên nhưng ở vị trí giữa xylanh khe hở lớn nằm
ở hướng khác chứng tỏ thanh truyền bị xoắn (hướng xoắn về phía có khe hở nhỏ).
+ Nếu khe hở đều về mọi hướng và đều ở cả ba vị trí của piston, chứng tỏ thanh

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 22


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy
thanh truyền không bị xoắn.
Kiểm tra thanh truyền bị nứt và bulong, đai ốc nứt hỏng
+ Thường vết nứt hay xảy ra ở phần vị trí các lỗ lắp bulong và lỗ lắp chốt piston
hay gần chỗ nối tiếp đầu to và thân.
+ Để kiểm tra vết nứt lớn ta quan sát bằng mắt vết nứt nhỏ ta dùng que kim loại
gõ lên thanh truyền có tiếng rè là bị nứt hoặc dùng kính phóng để quan sát.
Kiểm tra thanh truyền bị cháy rỗ.
+ Bắt chặt đầu to đủ lực quy định không có lắp bạc, sau đó dùng đồng hồ so đo
độ ô van và đường kính lỗ lắp bạc: nên bề mặt lắp ghép có lắp các đệm thì phải lắp đủ
và đều cả hai bên.
+ Sau đó lắp bạc lót vào và bắt chặt đủ lực để đo độ ô van và đường kính của bạc lót.
+ Các kích thước đo được đem so sánh với tiêu chuẩn cho phép để thay thế hoặc

sửa chữa.
+ Quan sát bề mặt bạc, các vết cháy rỗ cào xướt
+ Đo độ dày của lớp hợp kim chống mòn…
+ Kiểm tra độ mòn (khe hở) của bạc đầu to bằng cách dùng dây chì ø2 mm dài
20÷30 mm cho vào giữa cổ biên và bạc bắt chặt đủ lực quy định. Sau đó tháo lấy dây
chì ra đo chiều dày sau khi bị ép: ta có khe hở cới tiêu chuẩn cho phép.

Hình 1.15: Đo khe hở giữa đầu to thanh truyền với cổ biên

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 23


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy
Số liệu đo khe hở giữa đầu to thanh truyền với cổ biên của động cơ mitsubishi
4DQ50
Bảng 1.6. Khe hở giữa đầu to thanh truyền với cổ biên

Khe hở giữa đầu to
thanh truyền và cổ
biên

Máy 1

Máy 2

Máy 3

Máy 4

0.14 mm

0.17 mm

0.15 mm

0.16 mm

Lực xiết: 650 kgf.cmm
Khe hở tiêu chuẩn: 0.12 mm
Nhận xét: Với khe hở trên vượt quá khe hở tiêu chuẩn không đáng kể nên có thể
dùng được. Hoặc có thể doa lại cổ biên, sau đó lắp bạc với cos phù hợp.
- Đường kính đầu nhỏ thanh truyền của động cơ mitsubishi
Bảng 1.7. Đường kính của đầu nhỏ thanh truyền

Đường
kính
đầu nhỏ
thanh
truyền

Vị trí đo

Máy 1

Máy 2

Máy 3

Máy 4

DIab

24.9

24.84

24.9

24.78

DIAB

24.95

24.86

24.89

24.8

Độ ôvan

0.05

0.02

0.01

0.02

DIIab

24.91

24.9

24.89

24.89

DIIAB

24.92

24.88

24.9

24.9

Độ ôvan

0.01

0.02

0.01

0.01

Độ ôvan cho phép: 0.015 mm.
Nhận xét: Nhìn chung độ mòn ôvan của đầu nhỏ thanh truyền vẫn tốt so với độ mòn
tiêu chuẩn.

- Đường kính đầu to thanh truyền của động cơ mitsubishi
Bảng 1.8. Đường kính của đầu to thanh truyền.

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 24


Khảo sát cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, thân máy- nắp máy
Vị trí
đo
Đường
kính
đầu to
thanh
truyền

Vị trí 1

Vị trí 2

Phương đo

Máy 1

Máy 2

Máy 3

Máy 4

DIab

58.013

57.044

57.074

57.098

DIAB

58.01

57.05

57.084

58.0

Ô van

0.003

0.014

0.010

0.002

DIiab

58

57.078

57.09

57.08

DIIAB

58

57.084

57.08

58

Ô van

0

0.014

0.01

0.02

-

Độ ôvan cho phép: 0.015 mm
Nhận xét: Độ mòn ôvan đạt so với độ ôvan cho phép
b. Phương pháp sữa chữa thanh truyền
+ Đầu tiên là phải thông rửa các lỗ phun dầu, đường dầu trên thân thanh truyền
+ Các bulong, đai ốc bị chờn cháy ren thì phải thay mới.
+ Nắn thanh truyền bị cong xoắn bằng thiết bị.
Thanh truyền bị cong và bị xoắn lớn hơn 0.06/100m chiều dài đều được tiến hành
nắn nguội.
Đầu tiên nắn hết xoắn sau đó nắn hết cong. Sau khi nắn, nung nóng 400÷500 oC
kéo dài 0.5÷1 giờ rồi để nguội để ổn định ứng suất dư (bị cong xoắn lại).
+ Nắn thanh truyền bằng tay (dùng nắn thanh truyền nhỏ)
Dùng thanh thép tròn cứng dài 1 mét có một đầu nhỏ lắp vào được lỗ chốt piston.
Lắp gá nửa đầu to phía trên của thanh truyền vào cổ biên (không vặn nắp đầu) và tựa

-

thanh truyền vào thân máy đặt nằm nghiêng. Thanh truyền có lắp piston nhưng không
có xéc-măng.
Dùng lực tay đè lên thanh thép để uốn thanh truyền về phía ngược lại với chiều xoắn

-

cho hết xoắn và sau đó mới nắn hết cong .
Phải nắn qua vài lần, sau mối lần nắn lại lắp cả thanh truyền piston vào xylanh và cổ

-

biên và bắt chặt đủ lực quy định để dùng căn lá kiểm tra lại cho đến khi nắn hết xoắn
và hết cong.
+ Sửa chữa đầu nhỏ thanh truyền.
Lỗ đầu nhỏ bị mòn rộng lỗ và mòn ô van lớn hơn 0.015 mm thì tiến hành doa rộng lỗ
0.3 hoặc 0.5 mm, sau đó thay bạc đồng có kích thước tương ứng có độ dài lắp ghép
0.1÷0.2 mm.

SVTH: NGUYỄN VĂN TÚ- 11CDOT01 25