TÌM HIỂU XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ CHỮ V PHỤC VỤ VIỆC DẠY HỌC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ
[U\

TRẦN ANH QUÂN
NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

TÌM HIỂU - XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ CHỮ V
PHỤC VỤ VIỆC DẠY - HỌC

Tp. Hồ Chí Minh
Tháng 7 năm 2007

1


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ
[U\

TÌM HIỂU - XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ CHỮ V
PHỤC VỤ VIỆC DẠY - HỌC

Chuyên ngành: Cơ Khí Nông Lâm

Giáo viên hướng dẫn:
Th.S NGUYỄN DUY HƯỚNG

Sinh viên thực hiện:

TRẦN ANH QUÂN
NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG

Tp. Hồ Chí Minh
Tháng 7 năm 2007
MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING
2


NONG LAM UNIVERSITY
FACULTY OF ENGINEERING & TECHNOLOGY
[U\

LEARNING – BUILDING V – TYPE ENGINE TO ATTEND
TO TEACHING - STYDYING

Speciality: Agricultural Engineering

Supervisor:
Ms. NGUYEN DUY HUONG

Students:
TRAN ANH QUAN
NGUYEN HOANG PHUONG

Ho Chi Minh, city
July, 2007

3

LỜI CẢM TẠ
Trước hết, chúng em – những sinh viên Ngành Cơ Khí Nông Lâm niên khóa
2003 – 2007 xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu cùng các thầy cô Trường Đại
Học Nông Lâm TP.HCM đã tận tình dạy dỗ, chỉ dẫn chúng em trong những năm
tháng học tập tại trường. Thầy cô đã truyền dạy cho chúng em những kiến thức quý
báu để chúng em hoàn thành chương trình đại học, và đó cũng chính là hành trang
cho chúng em bước tiếp trên con đường phía trước.
Trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp, chúng em xin chân thành cảm
ơn thầy Nguyễn Duy Hướng giáo viên trực tiếp hướng dẫn, các thầy trong bộ môn
Công Nghệ – Ôtô và các thầy cô trong khoa Cơ Khí – Công Nghệ cùng các bạn sinh
viên trong và ngoài lớp đã động viên, góp ý giúp chúng em hoàn thành luận văn tốt
nghiệp.
Tuy nhiên với khả năng, kiến thức còn hạn chế, thời gian có hạn, chắc chắn
luận văn của chúng em sẽ có những thiếu sót, rất mong được sự thông cảm và góp
ý kiến của quý thầy cô và các bạn để đề tài tốt nghiệp được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn.
TP. Hồ Chí Minh, ngày…. tháng…..năm 2007.
Nhóm sinh viên thực hiện.
Trần Anh Quân.
Nguyễn Hoàng Phương.

TÓM TẮT.
4


Đề tài: “TÌM HIỂU – XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ CHỮ V
PHỤC VỤ CHO VIỆC DẠY - HỌC”.
Động cơ xăng chữ V là loại động cơ đốt trong mà pittông được xếp thành
chữ V khi nhìn từ trục khuỷu. Cấu hình chữ V giúp giảm chiều dài và trọng lượng của

động cơ so với động cơ một hàng xylanh có cùng công suất. Là kiểu động cơ có cấu
tạo phức tạp và đựơc sử dụng rộng rãi trên các loại ôtô có công suất lớn.
Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc tìm hiểu, nghiên cứu, nắm vững cấu tạo và
nâng cao tay nghề sửa chữa động cơ xe ôtô nói chung và động cơ chữ V nói riêng, được sự
đồng ý của ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường Đại Học Nông Lâm –
TP.HCM, và được sự hướng dẫn trực tiếp của thầy: Nguyễn Duy Hướng. Chúng em thực
hiện đề tài “TÌM HIỂU – XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ CHỮ V PHỤC VỤ CHO
VIỆC DẠY – HỌC”. Với nội dung sau:
- Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của động cơ xăng V8.
- Thiết kế khung gá cho động cơ của động cơ xăng V8.
- Cắt các của sổ trên động cơ cho thuận tiện việc quan sát cấu tạo của động
cơ, phục vụ việc dạy và học.
- Lắp đặt động cơ lên khung gá thành mô hình giảng dạy.

5


THE SUMMARY.

Subject: “ LEARNING – BUILDING V-TYPE ENGINE MODEL TO
ATTEND TO TEACHING – STYDYING”.
V – type engine is an internal combustion engine which piston is arranged
to letter “ V” – look from crankshaft. The configuration letter “ V” has less lenght
and weight than an in – line engine in the same power. It’s composition is very
complicated. V – type engine is widely used for many kinds of big power car.
To create good conditions to learn, research, have a thorough grasp of
composition and improve on repairing car in general, especially V – type engine,
with the agreement of the faculty of engineer and technology, the agriculture and
foresty University, HCM city, we do research : “LEARNING – BUILDING V –
TYPE ENGINE MODEL TO ATTEND TO TEACHING – STUDYING”. The

content are:
- Learn the composition and operation of V8 pestrol engine.
- Design frame for engine of V8 pestrol engine
- Cut windows on engine to view the engine’s composition easily, attend to
teaching and studying.
- Fit engine in frame to become a teaching model.

6


MỤC LỤC

Trang
Trang tựa ..................................................................................................................... i
Cảm tạ. ........................................................................................................................ ii
Tóm tắt ......................................................................................................................iii
Sumany ...................................................................................................................... iv
Mục lục ....................................................................................................................... v
Danh sách các hình ................................................................................................... vi
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU .............................................................................................. 1
1.1. Lời mở đầu .................................................................................................. 1
1.2. Mục đích luận văn ...................................................................................... 1
CHƯƠNG 2. TRA CỨU TÀI LIỆU SÁCH BÁO PHỤC VỤ ĐỀ TÀI...................... 2
2.1. NHIỆM VỤ CHUNG VÀ PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ............................... 2
2.1.1. Nhiệm vụ chung. ................................................................................. 2
2.1.2. Phân loại động cơ ............................................................................... 2
2.2 CẤU TẠO MỘT VÀI CƠ CẤU VÀ HỆ THỐNG ĐIỂN HÌNH............. 2
2.2.1. Cơ cấu biên tay quay .......................................................................... 2
2.2.1.1. Thân động cơ. ............................................................................... 3
2.2.1.2. Xylanh ........................................................................................... 5

2.2.1.3. Nắp xylanh .................................................................................... 7
2.2.1.4. Cacte (nắp che trục khuỷu). ........................................................ 8
2.2.1.5. Đệm (don) nắp xylanh ................................................................. 8
2.2.1.6. Pittông. .......................................................................................... 9
2.2.1.7. Chốt pittông. ............................................................................... 13
2.2.1.8. Secmăng (vòng găng) ................................................................. 14
2.2.1.9. Thanh truyền (biên) ................................................................... 17
2.2.1.10. Bulông thanh truyền (bulông biên). ....................................... 20
2.2.1.11. Bạc lót........................................................................................ 20
2.2.1.12. Trục khuỷu. .............................................................................. 22
7


2.2.1.13. Ổ đỡ (gối đỡ) ............................................................................. 24
2.2.1.14. Bánh đà ..................................................................................... 24
2.2.2 Hệ thống phân phối khí .................................................................... 25
2.2.2.1 Giới thiệu chung .......................................................................... 25
2.2.2.2. Phân loại hệ thống phân phối khí dùng súpáp ........................ 26
2.2.2.3. Cấu tạo hệ thống phân phối khí ............................................... 27

CHƯƠNG III. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN ..................................... 32
3.1. PHƯƠNG PHÁP ...................................................................................... 32
3.2. PHƯƠNG TIỆN ...................................................................................... 32
3.2.1. Nơi thực hiện đề tài ........................................................................ 32
3.2.2. Dụng cụ và trang thiết bị để xây dựng mô hình ......................... 32

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 33
4.1. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐÔNG CƠ XĂNG V8
.......................................................................................................................
................................................................................................................... 33

4.1.1. Cơ cấu biên tay quay ....................................................................... 34
4.1.1.1. Thân xylanh (blôc xylanh), nắp xylanh (Culat) .................... 36
4.1.1.2. Pittông, secmăng. ....................................................................... 37
4.1.1.3. Thanh truyền ............................................................................ . 39
4.1.1.4. Trục khuỷu. ................................................................................ 40
4.1.1.5. Bánh đà và máng dầu ................................................................ 41
4.1.2. Hệ thống phân phối khí ................................................................. 42
4.1.2.1. Trục cam (trục phân phối) ........................................................ 43
4.1.2.2. Supap .......................................................................................... 45
4.1.2.3. Lò xo supap................................................................................. 46
4.1.2.4. Đòn gánh, con đội, cần đẩy, ống dẫn hướng ........................... 46
4.1.3. Hệ thống bôi trơn ............................................................................. 47
4.1.4. Hệ thống làm mát ............................................................................. 49

8


4.2. CÁC THÔNG SỐ KĨ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ XĂNG V8. ............. 50
4.2.1. Các thông số ................................................................................... 50
4.2.1. Giản đồ sinh công của động cơ ....................................................... 50
4.3. THỜI GIAN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI. ..................................................... 51
4.4. QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ..................................................... 52
4.4.1. Lau chùi và tháo các chi tiết trên động cơ .................................... 52
4.4.2. Thiết kế khung để gá động cơ ......................................................... 52
4.4.3. Xây dựng mô hình trên động cơ xăng V8...................................... 55
4.4.4. Hoàn chỉnh mô hình ........................................................................ 55
4.4.5. Kết quả .............................................................................................. 56
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................. 64
5.1. KẾT LUẬN. ....................................................................................... 64
5.2. ĐỀ NGHỊ. ........................................................................................... 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO.
PHỤ LỤC

9


DANH S ÁCH C ÁC H ÌNH

Hình 2.1. Sơ đồ thân động cơ loại một hàng ........................................................ 5
Hình .2.2. Các loại xylanh trên động cơ. ............................................................... 7
Hình 2.3. Cấu tạo của pittông. ............................................................................. 10
Hình 2.4. Các dạng đỉnh pittông của động cơ xăng và động cơ điêden. ............. 11
Hình 2.5. Cố định pittông trên đầu nhỏ thanh truyền. ......................................... 14
Hình 2.6. Secmăng. .............................................................................................. 15
Hình 2.7. Tiết diện secmăng khí. ......................................................................... 16
Hình 2.8. Kết cấu secmăng dầu. .......................................................................... 17
Hình 2.9. Cấu tạo thanh truyền. ........................................................................... 18
Hình 2.10. Tiết diện thân thanh truyền. .............................................................. 19
Hình 2.11. Bạc đầu to. ........................................................................................ 21
Hình 2.12. Cấu tạo trục khuỷu ghép. .................................................................. 23
Hình 2.13. Cấu tạo của trục khuỷu. ..................................................................... 24
Hình 2.14. Cấu tạo của bánh đà. .......................................................................... 25
Hình 2.15. Hệ thống phân phối khí dùng súpáp. ................................................. 27
Hình 2.16. Cấu tạo súpáp. .................................................................................... 28
Hình 2.17. Bộ nâng súpáp. .................................................................................. 30
Hình 2.18. Trục cam hệ thống phân phối khí ...................................................... 31
Hình 4.1. Cấu tạo động cơ xăng V8..................................................................... 33
Hình 4.2. Cơ cấu biên tay quay của động cơ xăng V8 ........................................ 35
Hình 4.3. Cấu tạo thân động cơ V8. .................................................................... 36
Hình 4.4. Cấu tạo nắp xylanh động cơ V8 ........................................................... 37

Hình 4.5. Pittông và secmăng.. ........................................................................... 38
Hình 4.6. Cấu tạo thanh truyền của động cơ V8. ................................................. 39
Hình 4.7. Trục khuỷu. ......................................................................................... 41
Hình 4.8. Cấu tạo bánh đà động cơ V8... ............................................................. 42
Hình 4.9. Cấu tạo hệ thống phân phối khí trên động cơ xăng V8. .................... 43
10


Hình 4.10. Cấu tạo trục cam của hệ thống phân phối khí động cơ xăng V8 ....... 44
Hình 4.11. Cấu tạo súpáp nạp và súpáp xả.. ........................................................ 45
Hình 4.12. Cấu tạo lòxo súpáp.. ........................................................................... 46
Hình 4.13. Cấu tạo hệ thống bôi trơn................................................................... 48
Hình 4.14. Cấu tạo hệ thống làm mát của động cơ xăng V8 ............................... 49
Hình 4.15. Giản đồ sinh công của động cơ xăng V8 ........................................... 51
Hình 4.16. Cấu tạo khung gá động cơ.................................................................. 54
Mô hình tổng thể động cơ V8:
Hình I – A .......................................................................................................... 56
Hình I – B .......................................................................................................... 57
Cửa sổ hai bên thân xylanh để quan sát vị trí cấu tạo xylanh, áo nước, pittông:
Hình II – A ....................................................................................................... 58
Hình II – B ........................................................................................................ 59
Cửa sổ trên ổ đỡ trục cam để quan sát cấu tạo trục cam , con đội…:
Hình III ............................................................................................................. 60
Cửa sổ trên nắp thân động cơ quan sát cấu tạo hệ thống phân phối khí:
Hình IV ............................................................................................................... 61
Cửa sổ trên thùng cacte để quan sát bầu hút dầu và trục khuỷu:
Hình V – A .......................................................................................................... 62
Hình V – B ........................................................................................................ 63

11

CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU
1.1. LỜI MỞ ĐẦU:
Trong thời đại hiện nay, ngành công nghệ ôtô ngày càng phát triển vượt bậc.
Nhiều công nghệ mới về vật liệu, điện tử, điều khiển… được áp dụng cho các loại
động cơ làm cho động cơ gọn nhẹ hơn, tiết kiệm được nhiên liệu, tốt hơn, dễ điều
khiển hơn ngày càng tiện nghi cho người sử dụng, đặc biệt nó còn cải thiện đáng kể về
vấn đề khói xả. Do đó ngoài việc nắm vững những kiến thức cơ bản về động cơ đốt
trong, việc tìm hiểu nắm vững về chủng loại động cơ cụ thể là vấn đề hết sức cần thiết.
Mô hình động cơ xăng V8 phần nào giúp chúng ta nắm vững hơn về động cơ
xăng và hiểu rõ hơn về các cơ cấu, cấu tạo của động cơ ôtô.
Được sự đồng ý của Ban Chủ Nhiệm Khoa Cơ Khí – Công Nghệ trường Đại Học
Nông Lâm TP.HCM và với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Duy Hướng chúng em đã
tiến hành thực hiện đề tài “TÌM HIỂU – XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ CHỮ
V PHỤC VỤ CHO VIỆC DẠY – HỌC”. Đây là lần đầu tiên thực hiện luận văn tốt
nghiệp cũng như việc vận dụng những kiến thức đã học và việc thiết kế mô hình giảng
dạy nên không tránh khỏi những sai sót, chúng em chân thành mong được sự góp ý
của thầy cô và các bạn sinh viên. Bản thân chúng em sẽ có gắng hết sức để hoàn thành
mô hình về động cơ xăng V8 để đưa vào phục vụ việc giảng dạy trong nhà trường.

1.2. MỤC ĐÍCH LUẬN VĂN:
1.2.1. Tìm hiểu động cơ ôtô, đi sâu nghiên cứu động cơ kiểu chữ V, với các nội
dung sau:
- Đặc điểm chung.
- Cấu tạo.
- Ứng dụng.
1.2.2. Trên cơ sở động cơ đã có xây dựng mô hình động cơ chữ V (V8) để phục vụ
cho việc giảng dạy và học tập.
12

CHƯƠNG 2. TRA CỨU TÀI LIỆU, SÁCH BÁO PHỤC
VỤ TRỰC TIẾP ĐỀ TÀI

2.1. NHIỆM VỤ CHUNG VÀ PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ:
2.1.1. Nhiệm vụ chung: biến các loại nhiệt năng, điện năng… thành cơ năng.
2.1.2. Phân loại động cơ:
a) Theo phương pháp thực hiện chu trình công tác:
- Động cơ bốn kỳ.
- Động cơ hai kỳ.
b) Theo loại nhiên liệu dùng cho động cơ:
- Động cơ dùng nhiên liệu lỏng, nhẹ (xăng, bezen, dầu hỏa cồn…).
- Động cơ dùng nhiên liệu lỏng, nặng (nhiên liệu điêden, dầu mazút…).
- Động cơ dùng nhiên liệu khí (khí lò ga, khí thiên nhiên…).
- Động cơ dùng nhiên liệu khí cộng với nhiên liệu lỏng (phần chính là nhiên
liệu khí, phần mồi là nhiên liệu lỏng).
- Động cơ đa nhiên liệu (dùng các nhiên liệu lỏng từ nhẹ dến nặng).
c) Theo đặc điểm cấu tạo động cơ:
Theo đặc điểm cơ cấu trục khuỷu thanh truyền:
- Động cơ có dạng hòm, trong đó lực ngang bên sườn máy mà đầu nhỏ thanh
truyền tạo ra là do bản thân pittông tiếp nhận.
- Động cơ có guốc trượt, trong đó lực ngang bên sườn máy mà đầu nhỏ thanh
truyền tạo ra được guốc trượt tiếp nhận.
Theo số xylanh:
- Động cơ một xylanh.
- Động cơ nhiều xylanh.
Theo cách đặt xylanh:
- Động cơ đặt đứng.
13

- Động cơ nằm ngang.
- Động cơ một hàng.
- Động cơ hai hàng song song hoặc hai hàng chữ V.
- Động cơ nhiều hàng theo dạng chữ X, H, W…
- Động cơ hình sao.
- Động cơ pittông đối đỉnh.
d) Theo công dụng của động cơ:
- Động cơ tĩnh tại, hoạt động cố định ở một địa điểm (trạm bơm, trạm phát
điện…).
- Động cơ tầu thủy, gồm máy chính dùng để quay chân vịt hoặt máy phát điện
để truyền động điện tới chân vịt tầu thủy và máy phụ dùng cho các nhu cầu khác trên
tầu (cụm phát điện điêden, cụm điêden máy nén… dùng cho các nhu cầu trên tầu).
- Động cơ đầu xe lửa.
- Động cơ ôtô máy kéo.
- Động cơ máy bay.
- Động cơ dùng trong máy nông nghiệp, máy xây dựng…
2.2. CẤU TẠO MỘT VÀI CƠ CẤU VÀ HỆ THỐNG ĐIỂN HÌNH:
2.2.1. Cơ cấu biên tay quay:
2.2.1.1. Thân động cơ:
a) Nhiệm vụ:
Là một chi tiết chính trong cơ cấu biên tay quay, có kích thước và khối
lượng lớn nhất (chiếm từ 30 – 60 % khối lượng toàn bộ động cơ), làm giá đỡ cho các
chi tiết khác.
b) Điều kiện làm việc:
Trong khi động cơ làm việc thân động cơ chịu các lực rất phức tạp như: lực
va đập có chu kỳ, lực kéo, lực nén, nhiệt độ cao, ăn mòn hóa học…
c) Vật liệu chế tạo:
Thân động cơ thường chế tạo theo phương pháp đúc với vật liệu là gang

xám (chảy lỏng khoảng 40000C) đối với động cơ cỡ trung bình, hợp kim nhôm đối với

14


động cơ cỡ nhỏ. Trên các động cơ tàu thủy và tĩnh tại cỡ lớn thường dùng thép tấm và
thép định hình để hàn thành thân động cơ.
d) Cấu tạo:
Cấu tạo của thân động cơ rất phức tạp tùy theo từng loại động cơ.
- Loại thân đúc thành một khối (các thân của xylanh đúc liền với hộp trục
khuỷu).
- Loại thân động cơ rời (thân xylanh và hộp trục khuỷu được làm rời và
ghép với nhau bằng các guđông).
- Theo phương pháp làm mát: được làm mát bằng nước hay bằng không khí.
Thân động cơ làm mát bằng nước thường được đúc rỗng (có thành kép) chứa nước làm
mát, còn gọi là áo nước. Thân động cơ làm mát bằng gió, trên có các cánh tản nhiệt (để
gia tăng tiếp xúc với không khí).
- Tùy theo số xylanh và cách sắp xếp xylanh.
- Tùy theo sự bố trí của hệ thống phân phối khí (nếu động cơ dùng súpáp
treo thì thân động cơ đơn giản hơn loại dùng súpáp đặt).
Ngoài ra trong thân động cơ còn có gia công các ổ đỡ để lắp trục khuỷu, trục
cam, phân phối khí… Mặt trước thân được gia công để lắp bơm nước, bơm cao áp, các
bánh răng truyền động cho trục cam phân phối khí, bơm dầu nhờn… Mặt sau cũng
được gia công để lắp vỏ bánh đà, máy khởi động… Mặt trên và dưới được gia công để
lắp nắp xylanh và cacte.

15


Hình 2.1: Sơ đồ thân động cơ loại một hàng.

1. Thân động cơ

6. Nắp che mặt trên

2. Cacte

7. Hộp giá cò súpáp

3. Chân động cơ

8. Nắp che mặt sau

4. Nắp che mặt trước

9. Bulông chân động cơ

5. Nắp xylanh

10. Khung

2.2.1.2. Xylanh:
a) Nhiệm vụ:
Xylanh nằm trong thân động cơ, có dạng hình ống. Xylanh kết hợp với nắp
xylanh, đỉnh pittông tạo thành thể tích buồng đốt, thể tích làm việc, dẫn đường cho
pittông chuyển động lên xuống.
b) Điều kiện làm việc:
Trong khi làm việc, xylanh chịu tải trọng cơ học lớn: lực va đập, nén, ma
sát, chịu sự ăn mòn hóa học trong môi trường nhiệt độ cao.
c) Vật liệu chế tạo:
Xylanh thường được chế tạo bằng gang hợp kim qua các nguyên công nhiệt

luyện để nâng cao tính năng cơ lý, hoặc nitơ hóa bề mặt, đôi khi mạ crôm xốp.
Mặt trong xylanh được gia công rất chính xác và mài thật bóng gọi là mặt
gương xylanh.

16


d) Cấu tạo:
Xylanh có các dạng cấu tạo như sau:
- Xylanh đúc liền thân động cơ (không có ống lót).
- Xylanh có ống lót (sơmi xylanh): loại này dược chia làm hai loại (ống lót
khô và ống lót ướt).
* Loại không có ống lót:
Xylanh và động cơ đúc liền thành một khối. Loại này có ưu điểm là gọn nhẹ,
dễ chế tạo, nước làm mát không bị rò rỉ. Nhược điểm là khi xylanh mòn phải thay toàn
bộ thân động cơ, lúc gia công sửa chữa khó khăn (vì phải đem toàn bộ thân động cơ
đi).
* Loại có ống lót:
- Loại có ống lót khô: có mặt ngoài không tiếp xúc với nước làm mát, ống
lót khô có thể lắp trên suốt chiều dài xylanh, nhưng cũng có thể lắp một đoạn ngắn ở
gần điểm chết trên (chỗ bị mòn nhiều nhất). Lót xylanh khô có thể được đúc bằng
gang hợp kim hoặc dùng thép tấm cuốn lại rồi hàn mép tạo thành ống.
Ưu điểm: có độ cứng vững lớn nên có thể làm mỏng được, do đó tốn ít vật
liệu quí. Lót xylanh không trực tiếp tiếp xúc với nước làm mát nên không sợ rò nước
lọt vào khí.
Nhược điểm: chế tạo khó khăn vì mặt ngoài cũng phải gia công rất cẩn thận
để lắp khít với mặt lỗ trên thân động cơ. Việc làm mát không được tốt lắm, khi tháo
lắp phải dùng một lực khá lớn.
- Loại có ống lót ướt: có mặt ngoài tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát. Lót
xylanh được làm suốt chiều dài của xylanh, vật liệu cũng là gang hợp kim hoặc thép.

Ưu điểm: do trực tiếp tiếp xúc với nước làm mát nên việc làm mát tốt, tránh
hiện tượng động cơ quá nóng. Gia công được chế tạo tương đối dễ dàng. Khi sữa chữa
thay thế cũng đơn giản, có thể ghép bằng tay, chỉ cần dùng một lực nhẹ.
Nhược điểm: độ cứng vững kém hơn loại ống lót khô. Khó bao kín, dễ bị lọt
nước xuống cacte làm hỏng dầu nhờn.

17


a

c

b

Hình 2.2: Các loại xylanh trên động cơ.
a: loại dùng ống lót khô

b,c: loại dùng ống lót ướt

1. Áo nước

4. Lót xylanh ướt

2. Thân động cơ

5. Lót xylanh khô

3. Đệm chặn nước
2.2.1.3. Nắp xylanh:

a) Nhiệm vụ:
Nắp kết hợp với xylanh, đỉnh pittông tạo thành buồng đốt và thể tích làm
việc. Làm giá đỡ cho một số chi tiết như: súpáp, bugi, vòi phun… Trên nắp xylanh còn
được gia công làm buồng đốt trước cho các loại động cơ điêden.
b) Điều kiện làm việc:
Nắp xylanh khi làm việc sẽ chịu nhiệt độ cao và áp suất lớn (trong nắp
xylanh vùng chịu nhiệt độ cao nhất là giữa hai đế súppáp và họng buồng cháy). Ngoài
ra nắp xylanh còn chịu lực va đập có chu kỳ, ăn mòn hoá học, ứng suất nén khi siết
chặt các bulông hay guđông.
c) Vật liệu chế tạo:
Nắp xylanh động cơ điêden làm mát bằng nước đều được đúc bằng gang
hợp kim. Nắp xylanh của động cơ xăng phần lớn đều dùng hợp kim nhôm (vì tản nhiệt
tốt). Đối với các động cơ cỡ nhỏ thường là các hợp kim nhôm thường được chế tạo
bằng phương pháp đúc.

18


d) Cấu tạo:
Cũng như thân động cơ, nắp xylanh cấu tạo rất phức tạp, phụ thuộc vào:
- Số xylanh và cách sắp xếp xylanh: xylanh được đúc liền hay rời từng cái.
- Theo phương pháp làm mát: nắp xylanh làm mát bằng nước được đúc rỗng
để chứa nước làm mát, nắp xylanh làm mát bằng gió có các cánh tản nhiệt.
- Theo sự bố trí hệ thống phân phối khí: nắp xylanh của động cơ có súpáp
treo thì phức tạp hơn loại động cơ có súpáp đặt.
- Theo các loại buồng đốt.
Mặt lắp với thân động cơ được gia công tinh và thật phẳng. Nắp xylanh được
bắt chặt vào thân động cơ bằng bulông hoặc guđông. Khi lắp và tháo phải theo một
trình tự và lực siết nhất định do nhà chế tạo quy định.
2.2.1.4. Cacte (nắp che trục khuỷu):

a) Nhiệm vụ:
Bao kín các chi tiết bên trong của phần dưới động cơ và chứa dầu nhờn để
bôi trơn cho toàn bộ các chi tiết bên trong động cơ.
b) Vật liệu chế tạo:
Trên ôtô thường được chế tạo bằng tôn theo phương pháp dập. Trên máy
kéo được chế tạo bằng gang hay hợp kim nhôm theo phương pháp đúc (do máy kéo
khi làm việc phần cacte thường hay bị va chạm).
c) Cấu tạo:
Dạng chung có hình hộp, trong có nhiều ngăn để tránh dầu nhờn bị xáo trộn
nhiều và khi xe đi trên dốc lên hoặc xuống vẫn đảm bảo đủ dầu nhờn để bôi trơn cho
động cơ.
2.2.1.5. Đệm (don) nắp xylanh:
a) Nhiệm vụ:
Dùng để làm kín mối lắp ghép giữa thân động cơ và nắp xylanh.
b) Cấu tạo:
Thường bên ngoài là hai lớp thiếc, thau hay đồng lá, giữa là lớp chất amiăng
cách nhiệt, chống cháy. Trên một vài loại động cơ đôi khi không dùng đệm mà dùng
một loại keo dán đặc biệt.

19


2.2.1.6. Pittông:
a) Nhiệm vụ:
Đỉnh pittông kết hợp với xylanh, nắp xylanh để tạo thành buồng đốt và thể
tích làm việc. Tạo giảm áp để hút hỗn hợp không khí – nhiên liệu vào trong xylanh,
nén và đẩy khí cháy ra ngoài ở thời kỳ xả.
b) Điều kiện làm việc:
Làm việc trong điều kiện nặng nề phức tạp:
- Tải trọng cơ học.

- Tải trọng nhiệt.
- Lực ma sát.
- Ăn mòn hoá học.
c) Vật liệu chế tạo:
Thường dùng là hợp kim nhôm hoặc gang.
* Phải đảm bảo các yêu cầu:
- Bảo đảm kín không lọt khí, lọt dầu nhiều
- Tản nhiệt tốt để tăng hệ số nạp, giảm kích nổ.
- Trọng lượng nhỏ để giảm lực quán tính.
- Đủ độ bền độ cứng để hạn chế biến dạng.
- Tổn thất ma sát ít, chịu mòn tốt.
- Đỉnh pittông tạo thành buồng cháy tốt nhất.
d) Cấu tạo: pittông gồm có 3 phần chính:
- Đỉnh: là phần trên cùng của pittông, cùng với xylanh và nắp xylanh tạo
thành buồng đốt.
- Đầu: bao gồm đỉnh pittông và vành đai (rãnh) lắp các secmăng dầu và
secmăng khí, làm nhiệm vụ bao kín và tản nhiệt.
- Thân: từ phần phía dưới rãnh secmăng đến đầu cuối cùng ở chân pittông,
làm nhiệm vụ dẫn hướng cho pittông.

20


Hình 2.3: Cấu tạo của pittông.
1. Đỉnh pittông

5. Vành đai secmăng

2. Đầu pittông

6. Bệ chốt pittông

3. Thân pittông

7. Rãnh lắp secmăng dầu

4. Rãnh lắp secmăng khí

8. Chân pittông

* Đỉnh pittông: là đáy buồng đốt, nơi chịu áp suất và nhiệt độ cao. Nên phải
đảm bảo các yêu cầu:
- Đỉnh phải có hình dạng thích hợp để tạo thành hỗn hợp khí tốt (gây xoáy
lốc mạnh, phù hợp với tia nhiên liệu phun, đạt yêu cầu quá trình cháy).
- Tỉ số

Fd
(diện tích buồng đốt / thể tích buồng dốt) nhỏ để giảm tổn thất
Vc

nhiệt, phụ tải nhiệt do pittông đồng thời tăng được hệ số nạp đầy, tránh kích nổ…
- Có góc lượn lớn để dẫn nhiệt tốt.
- Đỉnh không chạm vào súpáp, vòi phun, bugi.
Có rất nhiều hình dạng khác nhau: đỉnh bằng, đỉnh lồi, đỉnh lõm, đỉnh lõm đặc
biệt.

21


Hình 2.4: Các dạng đỉnh pittông của động cơ xăng và động cơ điêden.

1. Dạng đỉnh bằng
2, 4, 5. Dạng đỉnh lồi
3. Dạng đỉnh lõm
6, 7, 8, 9, 10, 11. Dạng đỉnh lõm đặc biệt
* Đầu pittông:
Trong quá trình làm việc của động cơ, đầu pittông truyền phần lớn nhiệt
lượng do khí cháy truyền cho nó (từ 70 – 80 %) qua phần rãnh secmăng – secmăng –
xylanh rồi đến nước hoặc không khí. Nhiệm vụ chủ yếu của đầu pittông là bao kín, do
đó đầu pittông lắp khá nhiều secmăng, chú ý các vấn đề sau:
- Tản nhiệt: tản nhiệt của pittông rất quan trọng, nếu không truyền ra ngoài
số nhiệt lượng do tiếp xúc với khí cháy (7 – 8 % tổng nhiệt lượng do khí cháy sinh ra)
nhiệt độ pittông sẽ tăng cao, sức bền của pittông giảm nhanh.
Để tản nhiệt tốt, có thể làm góc lượn giữa phần đỉnh và rãnh secmăng lớn,
gân tản nhiệt ở dưới đỉnh pittông, dùng rãnh chắn nhiệt để nhiệt lượng phần đỉnh tản
đều xuống phía dưới, gân tản nhiệt dưới pittông, dùng rãnh cắn nhiệt để nhiệt lượng
phần đỉnh tản đều xuống phía dưới, phun dầu nhờn phía dưới đỉnh pittông (hiệu quả
lớn nhưng cấu tạo phức tạp, chỉ áp dụng cho động cơ lớn).
- Vấn đề bao kín: đối vối động chơ đốt trong, việc bao kín buồng đốt rất
quan trọng. Nếu bao kín không tốt sẽ làm lọt khí đưa đến giảm công suất động cơ, khí

22


cháy lọt xuống cacte làm hỏng dầu nhờn, dầu nhờn sục lên buồng đốt làm hao hụt, kết
muội than, sinh ra cháy sớm hoặc kích nổ.
Biện pháp bao kín duy nhất là dùng secmăng. Số secmăng càng nhiều bao
kín càng tốt nhưng sẽ gây ma sát lớn, phần đầu pittông dài và nặng. Ngoài ra còn chú ý
khe hở giữa phần đầu pittông và xylanh, nếu lớn quá thì dễ lọt khí, nếu bé quá thì bao
kín tốt nhưng dễ bị bó kẹt. Thường phần đầu được làm thành bậc có kích thước lớn
dần về phía thân hoặc có độ côn.

* Thân pittông:
Nhiệm vụ chính của phần thân pittông là dẫn hướng cho pittông chuyển động
trong xylanh và chịu lực ngang. Chú ý các vấn đề sau:
- Chiều dài thân pittông: thường do lực ngang quyết định, lực càng lớn thì
thân pittông càng dài.
Kinh nghiệm thiết kế:
+ Động cơ xăng: Lth = (0,7 − 0,8) D
+ Động cơ điêden: Lth = (0,8 − 1,25) D
Với: Lth: chiều dài thân pittông.
D: đường kính xylanh.
- Vị trí chốt pittông: đế chốt pittông nằm ở phần thân, để lực ngang phân bố
đều thân pittông thường thì vị trí chốt pittông cao hơn một chút.
Ld = (0,6 ÷ 0,74) Lth

- Dạng của thân pittông: thường không phải dạng hình trụ mà tiết diện
ngang có dạng ôvan hoặc vát ở hai đầu bệ chốt pittông.
- Chân pittông:
Chân pittông thường có vành đai để tăng độ cứng vững, mặt trụ của vành
đai là mặt chuẩn công nghệ để gia công pittông. Ngoài ra chân pittông còn là nơi để
điều chỉnh trọng lượng của pittông.
Để rút ngắn thời kì rà pittông với xylanh và tránh những xây xát cho pittông,
người ta phủ lên toàn bộ pittông một lớp kim loại mềm (dày khoảng 6.10-3 mm).

23


2.2.1.7. Chốt pittông:
a) Nhiệm vụ:
Là chi tiết nối pittông với thanh truyền, nó truyền lực tác dụng của khí cháy
trên pittông cho thanh truyền để làm quay trục khuỷu.

b) Điều kiện làm việc:
Trong quá trình làm việc, chốt pittông chịu áp lực của khí cháy, khí nén và
lực quán tính rất lớn, các lực lại thay đổi theo chu kỳ nên gây ra các lực va đập rất
mạnh, chịu nhiệt độ cao, việc bôi trơn kém.
c) Vật liệu chế tạo:
Được chế tạo bằng vật liệu tốt để đảm bảo độ bền và độ cứng vững, chịu
mài mòn bề mặt và có độ dẻo lớn. Vật liệu thường dùng là thép cacbon và thép hợp
kim, bề mặt khi nhiệt luyện phải thấm than (xêmentit), xianuya hóa, nitơ hóa rồi tôi để
đạt độ cứng bề mặt cao, đến 65 RC.
d) Cấu tạo: có nhiều loại, nhưng đều là hình trụ rỗng.
Các phương pháp lắp ghép giữa chốt và pittông:
- Cố định chốt pittông trên bệ chốt: chốt được cố định trên bệ chốt bằng một
hay nhiều bulông.
Ưu điểm: do chốt cố định trên bệ chốt nên bệ chốt có thể làm ngắn lại,
không cần bôi trơn cho bệ chốt, đầu nhỏ thanh truyền làm dài hơn nên giảm được áp
suất, dễ bôi trơn.
Nhược điểm: trên bệ chốt phải gia công, lỗ ren gây ứng suất tập trung,
chốt pitông cũng phải khoan lỗ nên nhiệt luyện dễ hỏng. Chốt bị mài mòn không đều,
vùng chịu lực không thay đổi nên dễ bị mỏi. Trọng lượng pittông tăng lên, bulông bắt
lệch nên gây ra mômen phụ, vì vậy để cân bằng thường gia trọng một đầu chốt pittông.
Phương pháp này hiện nay không được dùng.
- Cố định chốt pittông với đầu nhỏ thanh truyền: chốt được bắt chặt trên đầu
nhỏ thanh truyền bằng bulông.
Ưu điểm: do chốt cố định với đầu nhỏ thanh truyền nên có thể giảm chiều
dài và không cần bôi trơn đầu nhỏ, tăng chiều dài của bệ chốt nên giảm độ võng của
chốt.

24

Nhược điểm: chốt bị mài mòn không đều, dễ bị mỏi. Chế tạo, gia công
đầu nhỏ thanh truyền phức tạp, bệ chốt mòn không đều nên thường phải đóng bạc lót.
Phương pháp này hiện nay cũng ít dùng.

Hình 2.5: Cố định chốt pittông trên đầu nhỏ thanh truyền.
- Chốt pittông lắp tự do (còn gọi là chốt bơi): chốt pittông xoay tự do trong
bệ chốt cũng như trong đầu nhỏ thanh truyền, quanh đường tâm của chốt.
Hiện nay phương pháp này được dùng khá phổ biến.
Ưu điểm: do chốt tự xoay quanh tâm nên mòn rất đều, mặt chịu lực luôn
thay đổi nên ít bị mỏi.
Nhược điểm: dễ gây va đập giữa chốt với đầu nhỏ và bệ chốt. giải quyết
bằng cách lắp có độ dôi giữa chốt và bệ chốt (khoảng 0,01 mm).
- Bôi trơn bệ chốt: dùng phương pháp cưỡng bức, dầu nhờn đi từ dầu to dọc
thân thanh truyền đến đầu nhỏ, cách bôi trơn này đảm bảo tốt nhưng gia công phức
tạp. Vì vậy thường bôi trơn chốt bằng cách hứng dầu: khoan lỗ hứng dầu trên bệ chốt
và đầu nhỏ thanh truyền, các bạc lót cũng phải khoan các rãnh chứa dầu.
2.2.1.8. Secmăng (vòng găng):
a) Nhiệm vụ:
Để đảm bảo pittông di chuyển dễ dàng trong xylanh, pittông khi lắp ghép với
xylanh phải có khe hở. Do đó để bao kín không gian buồng đốt và ngăn không cho dầu
nhờn lọt vào buồng đốt phải dùng secmăng khí và secmăng dầu.
- Secmăng khí: có nhiệm vụ bao kín buồng đốt, ngăn không cho khí nén, khí
cháy lọt xuống cacte.

25