đồ án sửa chữa cơ cấu trục khuỷu thanh truyền xe UAZ469

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,
thân-nắp 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.


CHNG 1 KT CU C CU TRC KHUU-THANH
TRUYN
PHN 1:

nhóm pít tông

1.1: Pít tông
a) Điều kiện làm việc:
Pít tông là một chi tiết máy quan trọng của động cơ đốt trong. Trong quá
trình làm việc, pít tông chịu lực rất lớn, nhiệt độ rất cao và ma sát mài mòn lớn. Lực
tác dụng và nhiệt độ cao do khí thể và lực quán tính sinh ra gây nên ứng suát cơ
học và ứng suất nhiệt trong pít tông, còn sự mài mòn là do thiếu dầu bôi trơn bề
mặt ma sát giữa pít tông và xi lanh (khi động cơ làm việc).
b) Vật liệu chế tạo pít tông
Yêu cầu của vật liệu chế tạo pít tông:
- Có sức bền lớn ở nhiệt độ cao và khi tải trọng thay đổi .
- Trọng lợng riêng nhỏ .
- Hệ số giãn nở nhỏ , hệ số dẫn nhiệt lớn .
- Chịu mòn tốt trong điều kiện bôi trơn kém và nhiệt độ cao .
- Chống đợc ăn mòn hoá học của khí cháy .
Vật liệu chế tạo pít tông hiện nay thờng là gang, hợp kim nhôm và thép (thép
ít dùng)
Gang
Gang là vật liệu dùng khá phổ biến để chế tạo pít tông cho các động cơ có
tốc độ thấp, thờng dùng các loại: Gang hợp kim , gang dẻo , và gang graphít cầu
c) Kết cấu của pít tông
Pít tông gồm có ba phần chính:
- Đỉnh pít tông: Là phần trên cùng của pít tông, cùng với xi lanh và nắp xi lanh tạo
thành buồng cháy.
- Đầu pít tông: Bao gồm phần đỉnh pít tông và vùng đai lắp các xéc măng khí và xéc
măng dầu, làm nhiệm vụ bao kín.
- Thân pít tông: Phần dới rãnh xéc măng dầu cuối cùng của đầu pít tông, làm nhiệm
vụ dẫn hớng pít tông và bố trí bệ chốt pittông.

SVTH: NGUYN VN CHIN

2


.

Hình 1.1: Pít tông

Đầu pít tông
Trong quá trình làm việc của động cơ, đầu pít tông truyền phần lớn nhiệt lợng (70 800/0) của khí cháy truyền cho nó qua các xéc măng ra vách xi lanh đến
nớc hoặc không khí làm mát .
Nhiệm vụ chủ yếu của đầu pít tông là bao kín , đầu pít tông đợc lắp nhiều
xéc măng, số xéc măng tuỳ thuộc vào kiểu động cơ. Khi thiết kế phần đầu pít tông
cần chú ý giải quyết tốt 3 vấn đề: Tản nhiệt , bao kín và sức bền.
Thân pít tông
Tác dụng của thân pít tông là dẫn hớng pít tông chuyển động trong xi lanh và
chịu lực ngang N. Để dẫn hớng tốt, ít va đập, khe hở giữa thân pít tông và xi lanh
cần phải bé. Khi thiết kế thân pít tông cần xét các vấn đề:
- Chiều dài của thân pít tông
Chiều dài của thân pít tông tùy thuộc vào kiểu loại của động cơ. Các động cơ
Điêzen có lực ngang N lớn nên thân pít tông thờng làm dài hơn thân pít tông của
động cơ xăng.
Thân pít tông dài quá cũng không có lợi vì tuy có giảm đợc áp suất do lực
ngang N gây ra, dễ tạo màng dầu bôi trơn nhng pít tông quá nặng và tổn thất ma sát
cũng lớn. Ngợc lại nếu chọn nhỏ quá thì áp suất nén trên xi lanh lớn và tác dụng
dẫn hớng kém.
- Vị trí lỗ bệ chốt pít tông
Khi làm việc pít tông chịu lực ngang N, nếu chốt pít tông đặt ở độ cao chính

giữa chiều dài của phần thân thì ở trạng thái tĩnh áp suất phân bố đồng đều nhng
khi pít tông chuyển động, do lực ma sát tác dụng làm pít tông có xu hớng quay
quanh chốt nên áp suất của pít tông nén trên xi lanh sẽ phân bố không đều nữa. Vì
vậy ngời ta bố trí chốt pít tông ở vị trí cao hơn trọng tâm của phần thân, để áp suất
do lực N và lực ma sát gây ra phân bố đều hơn thờng lấy
hch = (0,6 - 0,75) Ht

SVTH: NGUYN VN CHIN

3


Trong đó:
Hch - chiều cao tâm lỗ chốt pít tông
Ht - chiều cao thân pít tông
Có khi lỗ bệ chốt còn làm lệch đi
khoảng từ 1,5 - 2,5 mm so với đờng tâm
lanh về phía chịu lực N (bên trái đờng
tâm xi lanh), để giảm độ va đập của chân
tông với thành xi lanh (tuy vậy bố trí
theo kiểu này sẽ ảnh hởng đến động lực
học của động cơ)

xi
pít

- Dạng thân pít tông
Hình 1.2: Vị trí lỗ bệ chốt
Dạng thân pít tông thờng không
phải hình trụ mà tiết diện ngang qua phơng tâm chốt là dạng ô van hoặc vát ở

hai phía đầu bệ chốt.
+
Giảm độ cứng vững của pít tông
Pít tông làm bằng hợp kim nhôm có hệ số giãn dài lớn nên phải để khe hở
giữa thân pít tông và xi lanh lớn, vì vậy có hiện tợng va đập cho nên phải để khe hở



này bé, để tránh bó kẹt pít tông trong xi lanh ngời ta xẽ các rãnh chữ T và chữ
trên thân pít tông, biện pháp này giảm đợc nhiệt độ pít tông nên đợc dùng rất phổ



biến trong động cơ xăng. Các rãnh ngang của hình chữ T và chữ
thờng xẻ ở
phía trong rãnh xéc măng dầu, các rãnh dọc xẻ hơi chéo với đờng sinh và không xẻ
hết thân pít tông. Mục đích trách cho xi lanh khỏi mòn thành gờ dọc và tăng độ
cứng vững cho thân pít tông.
+
Đúc gắn miếng hợp kim in var hoặc thép các bon để đỡ bệ chốt. Mục đích:
Không cho thân pít tông nở do theo phơng đờng tâm chốt. Phơng pháp này khó chế
tạo và đắt.

Hình 1.3: Rãnh phòng nhiệt chữ



và chữ T

Cũng do nhiệt độ của pít tông trên toàn bộ chiều cao của nó không đồng đều,

phần đỉnh nhiệt độ cao hơn các phần khắc vì vậy mức độ giãn nở nhiều hơn nên đờng kính ở các phần đỉnh, đầu đều làm nhỏ hơn phần thân để tránh hiện tợng bó pít
tông.
Chân pít tông
SVTH: NGUYN VN CHIN

4


Thờng có vành đai để tăng độ cứng vững. Mặt trụ ở vành đai này thờng là mặt
chuẩn công nghệ (chuẩn tinh phụ) dùng khi gia công pit tông. Để điều chỉnh đợc
trọng lợng của pít tông, thờng dùng biện pháp tiện bớt phần kim loại ở chân pit
tông. Trong động cơ Ô tô- máy kéo trọng lợng các pít tông trong cùng một động cơ
không đợc chênh lệch nhau quá 0.2 - 0.6% trọng lợng của toàn nhóm pít tông.

Hình 1.4: Chân pít tông

1.2: Chốt pít tông
a) Trạng thái làm việc và yêu cầu đối với chốt pít tông
Chốt pít tông là chi tiết máy nối pít tông với thanh truyền, nó truyền lực khí
thể tác dụng trên pít tông cho thanh truyền để làm quay trục khuỷu và ngợc lại. Vì
vậy tuy là một chi tiết máy đơn giản nhng rất quan trọng. Trong quá trình làm việc,
chốt pít tông chịu lực khí thể và lực quán tính tịnh tiến rất lớn. Các lực này đều thay
đổi theo chu kì, đồng thời có tính chất va đập mạnh, nhất là trong động cơ cao tốc.
Do nhiệt độ làm việc của pit tông tơng đối cao (>3730 K) mà chốt pít tông lại khó
chuyển động xoay tròn trong bệ chốt nên rất khó bôi trơn. Ma sat ở trạng thái nửa ớt, chốt pit tông dễ bị mòn.
b) Vật liệu chế tạo
Chốt pit tông làm bằng thép cac bon và thép hợp kim có thành phần cac bon
trung bình sau khi tôi cao tần (tôi sâu 1 - 1,5 mm) độ cứng bề mặt chốt có thể đạt
tới HRC = 58 - 65 , độ cứng phần ruột HRC = 26 30.
1.3: Xéc măng

a) Điều kiện làm việc
Để đảm bảo pít tông di động dễ dàng trong xi lanh, pít tông lắp ghép với xi
lanh có khe hở. Do đó để bao kín không gian buồng cháy trong xi lanh và ngăn
không cho dầu nhờn sục vào buồng cháy phải dùng xéc măng khí và xéc măng dầu.
Xéc măng khí có chức năng bao kín buồng cháy ngăn không để khí cháy lọt xuống
các te còn xéc măng dầu có nhiệm vụ ngăn dầu nhờn sục lên buồng cháy.
Xéc măng làm việc trong điều kiện xấu: chịu nhiệt cao, áp suất va đập lớn,
ma sát mài mòn nhiều và chịu ăn mòn hóa học của khí cháy và dầu nhờn.
- Chịu nhiệt độ cao
Trong quá trình làm việc, xéc măng trực tiếp tiếp xúc với khí cháy, do pít tông
truyền nhiệt cho xi lanh qua xéc măng và do ma sát với vách xi lanh nên xéc măng
có nhiệt độ cao, nhất là xéc măng khí thứ nhất. Khi xéc măng khí bị hở không khít
với xi lanh, khí cháy thổi qua chỗ bị hở làm cho nhiệt độ cục bộ vùng này tăng lên
rất cao, có thể làm cháy xéc măng và pít tông.
- Chịu lực va đập lớn
Khi làm việc lực khí thể và lực quán tính tác dụng lên xéc măng. Các lực này
có trị số rất lớn luôn thay đổi về trị số và chiều tác dụng nên gây ra va đập mạnh
giữa xéc măng với rãnh xéc măng, nhất là trong động cơ 4 kỳ cao tốc.
SVTH: NGUYN VN CHIN

5


- Chịu mài mòn
Khi làm việc, xéc măng ma sát với vách xi lanh rất lớn. Công ma sát của xéc
măng chiếm tới 50 - 60 % toàn bộ công tổn thất cơ giới của động cơ đốt trong.
Xéc măng sở dĩ ma sát lớn và mài mòn nhiều (nhất là xéc măng khí thứ nhất)
là do áp suất tiếp xúc của xéc măng tác dụng lên vách xi lanh lớn, tốc độ trợt lớn
mà bôi trơn lại rất kém, bị ăn mòn hóa học và mài mòn bởi các tạp chất sinh ra
trong quá trình cháy hoặc có lẫn trong dầu nhờn.

Ngoài ra cần chú ý rằng ngay cả khi động cơ không làm việc xéc măng cũng
luôn luôn chịu ứng suất uốn.
b) Vật liệu và phơng pháp chế tạo xéc măng
- Vật liệu chế tạo xéc măng
Do điều kiện làm việc của xéc măng nh trên nên vật liệu chế tạo xéc măng
cần phải có tính năng cơ lý sau:
+ Có tính chịu mòn tốt ở điều kiện ma sát tới hạn.
+ Có hệ số ma sát nhỏ đối với mặt gơng xi lanh.
+ Có sức bền, độ đàn hồi và ổn định trong điều kiện nhiệt độ cao.
+ Có khả năng rà khít với mặt gơng xi lanh một cách nhanh chóng.
Ngày nay các nớc đều dùng gang xám hợp kim để chế tạo xéc măng.
c) Kết cấu xéc măng
Xéc măng có kết cấu rất đơn giản, nó có dạng một vòng tròn hở miệng (hình
47) đờng kính D của xéc măng là đờng kính ngoài của xéc măng ở trạng thái lắp
ghép trong xi lanh. Mặt 1 là mặt đáy, mặt 2 là mặt lng và mặt 3 là mặt bụng, chiều
dày t của xéc măng là khoảng cách giữa mặt lng và mặt bụng, chiều cao h của xéc
măng là khoảng cách giữa hai mặt đáy. Phân theo nhiệm vụ, xéc măng chia thành
2 loại xéc măng khí và xéc măng dầu.
- Xéc măng khí
Nh trên đã giới thiệu, xéc măng khí có nhiệm vụ bao kín buồng cháy, ngăn
không cho khí cháy lọt xuống buồng các te. Trong động cơ, khí cháy có thể lọt
xuống các te theo 3 đờng:
+
Qua khe hở giữa mặt gơng xi lanh và mặt lng xéc măng.
+
Qua khe hở giữa xéc măng và rãnh xéc măng.
+
Qua khe hở phần miệng xéc măng.

Hình 1.5: Xéc măng khí

SVTH: NGUYN VN CHIN

Hình 1.6: Sự bao kín của xéc măng khí

6


- Xéc măng dầu và vấn đề ngăn dầu nhờn sục vào buồng cháy
Trong quá trình làm việc của
động cơ đốt trong, xec măng khí dù
tốt đến đâu cũng không thể ngăn đợc dầu nhờn sục vào buồng cháy.
Ngợc lại xec măng khí còn tự bơm
dầu vào buồng cháy. Tác dụng bơm
dầu của xéc măng khí giới thiệu
trên hình 1.7.
Khi pit tông đi xuống xéc
măng tiếp xúc mép trên của rãnh,
dầu tụ vào trong rãnh xéc măng dới
cùng (Hình 1.7a).
Khi pít tông đi lên, xéc măng
tiếp xúc với mép dới của rãnh, do
Hình 1.7: Dầu nhờn lên buồng cháy
đó dồn dầu đi lên phía trên (Hình
1.7b)
Khi pit tông đi xuống lần thứ hai. Xéc măng lại tiếp xúc ở mặt trên của rãnh
ép số dầu tụ ở phía trên đi lên cao hơn nữa, (Hình 1.7c). Cứ nh thế dầu nhờn sẽ
dồn dần vào buồng cháy. Vì vậy để ngăn không cho dầu nhờn sục lên buồng cháy
phải dùng xec măng dầu.
Xec măng dầu có nhiệm vụ gạt dầu bám trên vách xi lanh chảy trở về cac te.

Ngoài ra khi gạt dầu, xec măng dầu cũng phân bố đều trên mặt gơng xi lanh một
lớp dầu mỏng.
PHN 2:NHểM THANH TRUYN
2.1: Thanh truyền
a) Trạng thái làm việc và vật liệu chế tạo thanh
truyền
Thanh truyền là chi tiết nối pít tông với trục
khuỷu. Nó có tác dụng truyền lực trên pít tông xuống
trục khuỷu để làm quay trục khuỷu và ngợc lại.
Khi động cơ làm việc thanh truyền chịu tác
dụng của các lực sau đây:
+ Lực khí thể trong xi lanh
+ Lực quán tính chuyển động tịnh tiến của
nhóm pít tông
+ Lực quán tính của thanh truyền
Vật liệu chế tạo thanh truyền thờng là thép cácbon
và thép hợp kim.
Thép các bon đợc dùng rất nhiều và giá thành rẻ, gia
công dễ. Thanh truyền của động cơ Ô tô máy kéo th-

7

SVTH: NGUYN VN CHIN
Hình 2.1: Thanh truyền




ờng làm bằng thép các bon: 40, 45 và thép hợp kim 40XH, 40 M, 40C ,
30 XMA, 18 XHBA, ...

b) Kết cấu thanh truyền
Gồm 3 phần:
+ Đầu nhỏ thanh truyền: Đầu lắp ghép thanh truyền với chốt pít tông
+ Đầu to thanh truyền: Đầu lắp ghép thanh truyền với chốt khuỷu
+ Thân thanh truyền: phần thanh truyền nối đầu nhỏ với đầu to
Cụ thể cấu tạo thanh truyền nh sau:
- Đầu nhỏ thanh truyền
Kết cấu đầu nhỏ thanh truyền phụ thuộc vào kích thớc chốt pít tông và phơng
pháp lắp ghép chót pít tông với đầu nhỏ.

- Thân thanh truyền



Đa số các động cơ hiện nay đều có
=
0,24 - 0,30. Trong Ô tô máy kéo thân thanh
truyền có tiết diện ngang hình chữ I, trục y - y
nằm trong mặt phẳng lắc .Thiết kế thân theo tiết
diện này sử dụng vật liệu rất hợp lý do đó trọng lợng thanh truyền nhỏ mà độ cứng vững lớn.
Loại thân thanh truyền có tiết diện chữ I thờng chế tạo theo phơng pháp rèn khuôn, thích hợp
với phơng án sản suất lớn.
Hình 2.2: Phân bố lực ly tâm

- Đầu to thanh truyền
trên thân thanh truyền
Kích đầu to thanh truyền phụ thuộc vào đờng kính và chièu dài của chốt khuỷu (cổ biên).
Đầu to thanh truyền phải bảo đảm các yêu cầu sau đây:
+ Có độ cứng vững lớn để bạc lót không bị biến dạng nhất là đối với bạc lót
mỏng.

+ Kích thớc nhỏ gọn để đảm bảo lực quán tính ly tâm nhỏ; giảm đợc tải trọng
tác dụng lên chốt khuỷu, ổ trục và giảm kích thớc hộp trục khuỷu. Đồng thời tạo
khả năng đặt trục cam gần trục khuỷu do đó làm cho buồng cháy của động cơ dùng
xu páp đặt nhỏ gọn hơn.
+ Chỗ chuyển tiếp giữa thân và đầu to phải có góc lợn lớn để giảm ứng suất tập
trung.
+ Dễ lắp ghép cụm pit tông thanh truyền với trục khuỷu. Hầu hết các động cơ
và nhất là động cơ Ô tô máy kéo, đầu to đợc cắt thành 2 nửa, nửa trên liền với thân
thanh truyền, nửa dới cắt rời ra làm thành nắp đầu to thanh truyền. Hai nửa của đầu
to thanh truyền lắp ghép với nhau bằng Bu lông hay gu dông. Bạc lót đầu to thanh
truyền cũng làm thành 2 nửa.
SVTH: NGUYN VN CHIN

8


Hình 2.3: Đầu to thanh truyền động cơ Ô tô máy kéo

2.2: Bu lông thanh truyền
a)Trạng thái làm việc và vật liệu chế tạo
Trong quá trình làm việc, bu lông thanh truyền chịu các lực sau:
- Lực xiết ban đầu khi lắp ghép
- Lực tác dụng trong quá trình làm việc của động cơ gồm: Lực quán tính của
khối lợng chuyển động tịnh tiến và lực quán tính của khối lợng chuyển động quay
(không kể khối lợng của nắp đầu to thanh truyền).
b)kết cấu và biện pháp nâng cao sức bền bu lông thanh truyền
Tải trọng tác dụng lên bu lông thanh truyền thay đổi theo chu kỳ và có trị số
rất lớn, nhất là ở động cơ 4 kỳ. Vì vậy khi thiết kế và chế tạo phải tìm mọi biện
pháp để bảo đảm bu lông thanh truyền có đủ sức bền và độ cứng vững.
Hình dạng kết cấu của bu lông thanh truyền có rất nhiều kiểu, chủ yếu phụ

thuộc vào công dụng của động cơ và phơng pháp nâng cao sức bền mỏi của bu lông
thanh truyền.
2. 3: Bạc lót đầu to thanh truyền
a. Yêu cầu đối với vật liệu chế tạo bạc lót
Do đặc điểm kết cấu, tình trạng chịu lực của bạc khi làm việc, nên vật liệu
chịu mòn dùng làm ổ trục phải thỏa mãn những yêu cầu sau:
- Có tính chống mòn tốt
- Có độ cứng thích đáng và độ giẻo cần thiết.
- Chóng rà khít với bề mặt trục
- Ơ nhiệt độ cao sức bền ít giảm sút
- Truyền, dẫn nhiệt tốt và ít giãn nở
- Giữ đợc dầu bôi trơn
- Dễ đúc và dễ bám chắc vào vỏ thép
b. Vật liệu chế tạo bạc lót
Ngời ta có thể chia vật liệu chịu mòn (vật liệu chống ma sát) ra làm 3 nhóm
sau đây:
- Nhóm kim loại: gồm có babít, đồng thanh - thiếc, đồng thanh - chì, hợp
kim nhôm, hợp kim kẽm, gang chống mòn.
- Nhóm phi kim loại: chất dẻo, gỗ ép, cao su.
- Nhóm kim loại gồm: những bột kim loại ép nh: sắt - graphít, đồng thanh graphít ...

SVTH: NGUYN VN CHIN

9


Ngày nay hai loại hợp kim babít và hợp kim đồng chì thuộc nhóm kim loại
chống mòn đợc dùng rát phổ biến.

c. Kết cấu bạc lót

Hình 2.4: Bạc lót thanh truyền
1- lỡi gà định vị bạc lót mỏng
2- Rãnh chứa dầu và chống biến dạng
3- Vai bạc lót

PHN 3: nhóm Trục khuỷu - Bánh đà
3. 1: Trục khuỷu
1. Điều kiện làm việc của trục khuỷu
Trục khuỷu là một trong những chi tiếy máy quan trọng nhất, cờng độ làm
việc lớn nhất và giá thành cao nhất trong động cơ.
Công dụng: Tiếp nhận lực tác dụng trên pit tông truyền qua thanh truyền và
biến chuyển động tịnh tiến của pit tông thành chuyển động quay của chính nó để đa
công suất ra ngoài.
Trạng thái làm việc của trục khuỷu rất nặng nề: trong quá trình làm việc trục
khuỷu chịu tác dụng của lực khí thể, lực quán tính (tịnh tiến và quay). Những lực
này có cờng độ rất lớn và thay đổi theo chu kỳ nhất định nên có tính chất va đập rất
mạnh .
2. Vật liệu và phơng pháp chế tạo trục khuỷu
a) Vật liệu

SVTH: NGUYN VN CHIN

10


- Thép :Thép các bon là vật liệu hay dùng để chế tạo trục khuỷu (thành phần
cacbon trung bình nh thép 40, 50). Các động cơ cao tốc thờng dùng thép hợp kim

2

45
, 50 .
b) Phơng pháp chế tạo
Chế tạo phôi trục khuỷu thờng dùng 2 phơng pháp :
- Rèn tự do hoặc rèn khuôn
Rèn khuôn (dập) thờng dùng vật liệu là thép hợp kim và thép cacbon. Phơng
pháp tạo phôi này thờng dùng trong sản xuất hàng loạt đối với loại trục khuỷu vừa
và nhỏ. Phôi rèn khuôn trớc khi đem gia công phải ủ và thờng hóa để khử nội lực.
Trớc khi mài phải tôi và ram để đảm bảo tính năng cơ học của trục khuỷu.
Đối với trục khuỷu có khối lợng lớn thờng dùng phơng pháp rèn tự do. Phơng
pháp tạo phôi này có nhợc điểm là lợng d gia công lớn, khi gia công phải cắt gọt,
nên thớ kim loại của trục khuỷu bị cắt đứt, không liên tục do đó ảnh hởng đến sức
bền của trục khuỷu.
- Đúc
Vật liệu dùng để đúc trục khuỷu là thép cacbon, thép hợp kim và gang
graphít cầu. Phơng pháp đúc đợc đợc dùng trong sản suất hàng loạt.

3. Kết cấu trục khuỷu
a) Yêu cầu và đặc điểm kết cấu trục khuỷu:
Hình dạng kết cấu của trục khuỷu phụ thuộc vào số xi lanh, cách bố trí xi
lanh, số kỳ của động cơ và thứ tự làm việc của các xi lanh. Kết cấu của trục khuỷu
phải đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Bảo đảm động cơ làm việc đồng đều, biên độ dao động của mô men
xoắn tơng đối nhỏ.
+ Động cơ làm việc cân bằng, ít rung động
+ ứng suất sinh ra do dao động xoắn nhỏ
+ Công nghệ chế tạo đơn giản, giá thành rẻ.
b) Kết cấu các phần của trục khuỷu
Trục khuỷu gồm: Đầu trục, cổ trục khuỷu, chốt khuỷu, má khuỷu và đuôi

trục khuỷu.
- Đầu trục khuỷu
Đầu trục khuỷu thờng dùng để lắp bu bi bơm nớc, bánh răng dẫn động bơm
nớc, bơm dầu nhờn, bơm cao áp, vấu khởi động ... Bánh răng chủ động, bánh đai
dẫn động lắp ở đầu trục theo kiểu lắp căng hoặc lắp trung gian và có then bán
nguyệt. Vấu khởi động hãm chặt bánh đai. Ngoài ra các chi tiết nh phớt chắn dầu,
căn dọc trục ... đều lắp ở đầu trục khuỷu.

SVTH: NGUYN VN CHIN

11


Hình 73: Kết cấu đầu trục khuỷu

cấu phụ để dẫn động bơm tăng áp, bơm
quét khí, máy nén khí ...
- Cổ trục khuỷu (cổ Pa ly ê)
Các cổ trục khuỷu thờng có cùng
kích thớc đờng kính. Đờng kính cổ trục
chọn theo kết quả tính sức bền, điều kiện
hình thành màng dầu bôi trơn, quy định
về thời gian sử dụng và số lần sữa chữa
lớn động cơ.
- Chốt khuỷu (cổ biên)
Đờng kính chốt khuỷu có thể lấy
bằng đờng kính cổ trục hoặc nhỏ hơn
một ít.
Trong động cơ cao tốc do phụ tải của lực quán tính lớn vì vậy muốn tăng khả
năng làm việc của bạc lót chốt khuỷu, ngời ta tăng đờng kính chốt khuỷu. Nhng

làm nh thế sẽ làm tăng khối lợng chuỷên động quay, đồng thời do kích thớc và
trọng lợng của trục khuỷu tăng lên tần số dao động riêng của hệ trục khuỷu giảm
có thể xảy ra hiện tợng cộng hởng trong phạm vi tốc độ sử dụng.
- Má khuỷu
Má khuỷu là bộ phận nối liền giữa cổ trục và chốt khuỷu, hình dạng má
khuỷu chủ yếu phụ thuộc vào loại động cơ, trị số áp suất khí thể và tốc độ quay của
trục khuỷu. Hình dạng kết cấu của má khuỷu có rất nhiều kiểu khác nhau.
Trong động cơ tốc độ cao để giảm tải trọng cho lực quán tính, giảm mài mòn
của cặp pit tông xi lanh ngời ta có xu hớng giảm tỉ số S/D đồng thời để tăng
bền và độ cứng vững của trục khuỷu, ngời ta thờng tăng đờng kính cổ trục và chốt
khuỷu khiến trục khuỷu có độ trùng điệp giữa cồ và chốt.
Độ trùng điệp



có thể xác định theo công thc:

=

dch + dct
-R
2

Trong đó : dct - đờng kính cổ trục
dch - đờng kính chốt khuỷu
R - bán kính quay trục khuỷu: R = S/2
- Đối trọng
+ Dùng để cân bằng các lực và mô men lực quán tính không cân bằng của
động cơ, chủ yếu là lự quán tính li tâm (trong động cơ chữ V có góc giữa 2 hàng xi
lanh = 900 đối trọng còn dùng để cân bằng lực quán tính tịnh tiến).

+ Dùng để giảm phụ tải cho cổ trục, nhất là cổ trục giữa của trục khuỷu động
cơ 4 kỳ có 4, 6, 8 xi lanh. Vì những động cơ này cổ giữa chịu ứng suất uốn rất lớn,
mặt khác trục khuỷu không phải là một chi tiết máy có độ cứng vững tuyệt đối,
SVTH: NGUYN VN CHIN

12


thân máy trong thực tế cũng bị biến dạng nên phải dùng đối trọng để cân bằng để
động cơ ít rung động.

Hình 3.2: Đối trọng và cách lắp đối trọng vào má khuỷu

Đối trọng làm liền má khuỷu thờng dùng trên Ô tô máy kéo và các động cơ
có công suất nhỏ.
- Đuôi trục khuỷu
Đuôi trục khuỷu của động cơ thờng lắp các chi tiết của cơ cấu truyền dẫn
công suất (nh bánh đà, khớp nối, bánh đai truyền ...)
Trục thu công suất thờng đồng tâm với trục khuỷu. Đuôi trục khuỷu có mặt
bích để lắp bánh đà. Dùng mặt bích trên đuôi trục khuỷu để lắp bánh đà có
u điểm: dễ tháo lắp mà mối ghép chắc chắn. Nhợc điểm nếu đuôi trục khuỷu có
mặt bích thì không thể dùng đợc loại phớt vòng để ngăn dầu nhờn.

SVTH: NGUYN VN CHIN

13


Hình 3.3: cụm chi tiết đuôi trục khuỷu
1- chốt định vị, 2 - vành ngăn dầu nhờn

c) Đờng dẫn dầu bôi trơn trong trục khuỷu và ảnh hởng của nó đến kết cấu
trục khuỷu
Bôi trơn cổ trục và chốt khuỷu thờng dùng phơng pháp bôi trơn cỡng bức.
Muốn đa dầu từ trong trục khuỷu ra bôi trơn bề mặt của cổ trục và chốt
khuỷu, lỗ thoát dầu phải khoan ở vị trí có áp suất bề mặt bé nhất tức là chỗ mài
mòn ít nhất (trong phần tính toán động lực học), đồng thời cần chú ý đến điều kiện
ứng suất mỏi của bề mặt chốt khuỷu, điều kiện công nghệ gia công trục khuỷu và
điều kiện lọc sạch dầu bôi trơn. ống dẫn dầu cắm sâu vào lỗ chốt khuỷu để lấy đợc
phần dầu sạch đi bôi trơn bề mặt chốt khuỷu. Vì nhờ lực ly tâm cặn bẩn trong dầu
sẽ văng ra phía ngoài còn dầu sạch đọng lại ở phía trong lỗ rỗng.

SVTH: NGUYN VN CHIN

14


Hình 3.4: Đờng dầu trong khuỷu trục rỗng

Để bịt kín lỗ khoan rỗng trong cổ trục và chốt khuỷu ngời ta dùng bu lông
xiết rút chặt hai nút hình côn, dùng nút phẳng tự hãm hoặc dùng nút ren ...
3. 2: Bánh Đà
a) Công dụng
Bánh đà có công dụng chủ yếu là đảm bảo tốc độ quay của trục khuỷu đồng
đều. Nhng trong thực tế mô men quay (Mq=



T.R

) của động cơ không phải là

hằng số mà biến thiên theo góc ; Mô men quay phụ thuộc vào số kỳ, số xi lanh,
cách bố tri xi lanh và thứ tự làm việc của động cơ. Do trục khuỷu chuyển động
quay có gia tốc góc nên sẽ gây nên tải trọng động có tính va đập trong các cơ cấu
của động cơ, trên bệ lắp đặt động cơ (qua bu lông chân máy) và trên các cơ cấu liên
hợp với động cơ.
Ngoài ra bánh đà còn là nơi để ghi ký hiệu ĐCT, ĐCD, góc phun sớm, góc
đánh lửa sớm.
b) Vật liệu chế tạo và kết cấu bánh đà
- Vật liệu chế tạo
Bánh đà của động cơ có tốc độ thấp và trung bình thờng đúc bằng các loại
gang xám từ C21- 40 đến C4 32 -52. Bánh đà của động cơ cao tốc n > 4500v/p thờng đúc hoặc dập bằng thép các bon thấp.
- Kết cấu

SVTH: NGUYN VN CHIN

15


Kích thớc cơ bản của bánh đà là đờng kính ngoài của nó, nếu cùng một mô
men bánh đà thì bánh đà có đờng kính càng lớn sẽ càng nhẹ và ít tồn vật liệu chế
tạo. Tuy vậy đờng kính ngoài của bánh đà bị khống chế bởi kích thớc của động cơ.
Nếu muốn tăng mô men bánh đà phải tăng chiều dày hoặc tiết diện vành đai
bánh đà.

CHNG 2: CC H HNG THNG GP C CU TRC
KHUU THANH TRUYN XE YA3-469
1.H hng piston v cht piston
1.1. Piston.

TT

H Hng

SVTH: NGUYN VN CHIN

Nguyờn Nhõn

Hu Qu

16


1

Phần thân piston mòn ,mòn ô van và
mòn côn và bị cào xước.

Do ma sát với
thành vách xi
lanh, trong dầu
bôi trơn co cặn
bẩn.

Làm giảm đường
kính, thay đổi độ côn
và o van,khe hở
piston-xilanh tăng,
truyền động không
vững gây va đập khi

làm việc. Piston có thể
bị nứt vỡ khi làm việc.

Ảnh hưởng quá
chình cháy hoăc
kẹt hay va đập
với xéc măng.

Làm tăng khe hở giưa
piston-xecmang, co
thể làm gãy xecmang
trong khi làm viec,
sục dầu bôi trơn lên
buồng đốt va lọt khí
cháy xuống Cácte.

Hinh1.piston mòn, cháy,ovan ,cào
xước

2

Rãnh lắp xéc măng bi cháy rỗ ,đứt hay
mài mon ,rãnh trên cùng mòn nhiêu
nhât, trong một rãnh thì mặt dưới mòn
hơn mặt trên.

SVTH: NGUYỄN VĂN CHIẾN

17

Hình 1.1.Rãnh xéc măng cháy ,rỗ,đứt.,
gãy.

3 Lỗ bệ chốt bị vỡ hay mòn côn, mòn ô
van.

Do va đập với
chốt piston.

Gây tiếng gõ khi động
cơ làm việc,kẹt không
quay được

Do tiếp xuc vói
khí cháy.nhiên
liêu không đảm
bảo khi cháy

Làm việc lâu dài sẽ
ảnh hưởng đến các chi
tiết khác,động cơ hoạt
động kém .

Hình 1.2.lỗ bệ chốt hỏng vỡ hay
mòn.

4

Đỉnh piston bi cháy rỗ đỉnh hay rãnh

xecmang, ăn mòn hoá học.

SVTH: NGUYỄN VĂN CHIẾN

18


Hình 1.3.Đỉnh cháy hay rãnh xéc
măng.

1.2: Chốt pittong
STT
Hư hỏng
1 Mòn ở vị trí lắp ghép với đầu nhỏ thanh
truyền.

SVTH: NGUYỄN VĂN CHIẾN

Nguyên nhân
Tác hại
Do ma sát
Làm tăng khe hở
giữa hai bề
lắp ghép. Khi làm
mặt tiếp xúc. việc gây va đập
gọi là gõ ắc.

19

Hinh 2.1.Mòn chốt tiếp xúc đầu
thanh truyền

Mòn ở vị trí lắp ghép với lỗ bệ chốt
2 piston.

Do ma sát
giữa hai bề
mặt tiếp xúc.

Làm tăng khe hở
lắp ghép và gây
va đập trong quá
trình làm việc.

Hinh 2.2.Chốt mòn hai đầu .

SVTH: NGUYỄN VĂN CHIẾN

20


Chốt piston bị cào xước bề mặt.
3

Hình 2.3.Mài mòn hay xước .
4 Chốt piston bị nứt gẫy.

Dầu bôi trơn Làm mòn nhanh
có cặn bẩn,

các chi tiết,giảm
tạp chất,cọ
khả năng hoat
sat các chi
động của chi tiết .
tiết.

Do chất
Làm động cơ
lượng chế tạo không thể hoạt
không đảm
động được.
bảo, sự cố
động cơ.

Hình 2.4.Chốt bị nứt .

SVTH: NGUYỄN VĂN CHIẾN

21


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 YA3-469
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

Hình 1.1: 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.

SVTH: NGUYỄN VĂN CHIẾN

22


- 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.

Hình 1.2: Đo đường kính của chốt piston
Số liệu đo đường kính lỗ chốt piston của động cơ YA3-469.

Bảng 1.2. Đo đường kính và độ ôvan lỗ lắp chốt piston
Đường
kinh lỗ

Vị trí đo

Phương

Máy 1

Máy 2

Máy 3

Máy 4

Vị trí 1

DIab

25

25.1

25.001

25.001

SVTH: NGUYỄN VĂN CHIẾN

23


lăp chốt
pittong

Vị trí 2

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 lỗ chốt pittiong đạt yêu cầu với độ mòn ôvan tiêu chuẩn

Hình 1.3: Đo đường kính lỗ chốt piston
Số liệu đo đường kính chốt piston của động cơ YA3-469
Bảng 1.3. Đo đường kính chốt piston và độ ôvan
Chốt
pitiong

Vị trí đo

Phuong đo
DIab

Máy 1
24.042

Máy 2
24.04

Máy 3
24.38

Máy 4
24.046

Vị trí 1

DIAB
ovan
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

SVTH: NGUYỄN VĂN CHIẾN

24


DIIAB
ovan
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
ovan
0.007
0.10
0.10
0.008
Độ ovan tiêu chuẩn: 0.005 mm
Nhận xét:Độ mòn ovan của chốt pittong đạt yêu cầu so với độ ovan 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.

2.Hư hỏng xec-măng
STT

Hư hỏng

1 Ma sát với thành xylanh, mòn cạnh do
va đập với rãnh piston.

Nguyên nhân

Tác hại

Do thiếu dầu
bôi trơn, hành
trình của
piston có lực
phức tạp.

Gây hiện tượng
sục khí, lọt dầu,
giảm công suất
của động cơ.

Hình 2.1.Xéc măng cọ sát.

SVTH: NGUYỄN VĂN CHIẾN

25