Đồ án môn học kết cấu tính toán động cơ trục khuỷu động cơ D6BJ

KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
Nhận xét của giáo viên:

.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
.........

SVTH : Nguyễn Hiển Hoàng

1


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình

LI NóI U
Trong những năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam phát
triển một cách mạnh mẽ đà thu đợc rất nhiều thành quả. Bên
cạch đó nghành kỹ thật nớc ta cũng không ngừng tiến bộ.
Trong đó phảI nói đến nghành động lực sản xuất ôtô,
chúng ta đà liên doanh với rất nhiều hÃng «t« nỉi tiÕng trªn
thÕ giíi nh TOYOTA, FORD, HYUNDAI, DAEWOO, MITSSUBISHI,
.cùng sản xuất và lắp rắp ôtô. Để góp phần nâng cao
trình độ và kỹ thật, đội ngũ kỹ thật của nớc ta phải tự
nghiên cứu và chế tạo, đó là yêu cầu cấp thiết. Có nh vậy
nghành ôtô của nớc ta mới ngày càng phát triển đợc.
Sau khi học xong môn Kết cấu và tính toán động cơ đốt
trong, sinh viên đợc giao làm đồ án về môn kết cấu và tính
toán động cơ đốt trong. Đây là phần quan trọng trong nội
dung học tập cảu sinh viên, nhằm tạo điều kiện cho sinh
viên tổng hợp, vận dụng những kiến thức đà học để giảI
quyết một vấn đề cụ thể của nghành.
Trong đồ án này em đợc giao nhiệm vụ phân tích kết cấu
của trục khuỷu động cơ với các thông số tùy chọn. Đây là bộ
phận rất quan trọng trong động cơ đốt trong, nó lớn, nặng,
chiếm đến 20-25% giá thành động cơ và quyết định rất
lớn đến tình trạng kỷ thuật của động cơ.
Trong quá trình thực hiện làm đồ án, em đà cố gắng tìm

tòi, nghiên cứu tài liệu, làm việc một cách nghiêm túc với
mong muốn hoàn thành tốt đồ án. Tuy nhiên vì bản thân
còn ít kinh nghiệm nên việc hoàn thành đồ án không tránh
khỏi những thiếu sót.
Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các
thầy, cô đà tận tình truyền đạt lại những kiến thức quý
bauscho em. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Tô
Bình đà nhiệt tình hớng dẫn cho em trong suốt quá trình
làm đồ án.

SVTH : Nguyễn Hiển Hoàng

2


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
Em rất mong đợc sự xem xét và chỉ dẫn của các thầy để
em ngày càng hoàn thiện kiến thức của mình./
Hà Nội ngày 25
tháng 12 năm 2009
Sinh viên:
Nguyễn Hiển
Hoàng

Chơng 1.

giới thiệu xe ôtô tảI hyundai 5 tấn

Ôtô tải HYUNDAI 5T do Hàn Quốc sản xuất vào năm

1994 và đợc sử

dụng rộng rÃi ở Việt Nam từ nhiều năm nay.

I. Ôtô có các thông số kỹ thuật cơ bản nh sau:
1.Kích thớc xe:
- Chiều dµi toµn bé (mm) ……………. 8685
- ChiỊu réng toµn bé (mm)2240
- Chiều cao toàn bộ (mm)..2620
- Chiều dài cơ sở (mm)………………..4885
- VÕt b¸nh tríc (mm)………………...1754
- VÕt b¸nh sau (mm)………………….1660
2. KÝch thíc thïng xe :
SVTH : Ngun HiĨn Hoµng

3


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
- Dài (mm)......6250
- Rộng (mm).......2120
- Cao (mm)..........400
+ Chiều rộng sát xi (mm).840
+ Khoảng sáng gần xe (mm) ..195
+ Từ trục trớc tới đầu xe (mm)……..1305
+ Tõ trơc sau tíi ci xe (mm)………2435

3. Träng lỵng xe:
- Trọng lợng không tải (KG).4710

+ Phân bố lên cầu trớc (KG) 2450
+ Phân bố lên cầu sau (KG)...2260
- Trọng lợng toàn bộ (KG) ..9875
+ Phân bố lên cầu trớc (KG) ...3328
+ Phân bố lên cầu sau(KG)6547
- Tải trọng (KG)........5000
- Sè ngêi trong ca bin ………………......3 (165 KG)
VËn tèc chuyÓn động lớn nhất (km/h)..106
Bán kính quay vòng nhỏ nhất (m)8,6
Khả năng vợt dốc lớn nhất (%) 44,1
4.Truyền lực:

SVTH : Nguyễn HiĨn Hoµng

4


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
Ly hợp : Loại C5W33, điều khiển thuỷ lực,
một đĩa ma sát khô, lò xo nén biên.
- Hộp số :
+ Loại : 6 số tiÕn, 1 sè lïi, cã ®ång tèc tõ sè 2 tíi sè
5
+ KiĨu : K66A
+ TØ sè trun : 6,903- 4,206- 2,320- 1,4141,000- 0,74
Sè lïi : 6,903.
+ §iỊu khiĨn : Cơ khí
- Kiểu truyền động : Các đăng
Truyền lực chính : Loại D4H, giảm

-

tốc đơn, bánh răng Hypôid. Tỷ số
truyền : 5,571/4,875
5. Bánh xe : Phía trớc đơn, phía sau kÐp.
Cì lèp : Lèp tríc : 8,25 x 16 – 18 PR
Lèp sau : 8,25 x 16 - 18 PR
6. Hệ thống lái
Loại : Trục vít - Êcubi có trợ lùc thủ lùc.
TØ sè trun : 21,6 / 1
7. Phanh chính, loại : Thuỷ lực, trợ lực chân không.
Phanh trớc : Tang trèng

SVTH : Ngun HiĨn Hoµng

5


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
Phanh sau : Tang trống
8. Phanh tay, loại : Tang trống tác dụng phía sau hộp số.
9.Phanh khí xả : Loại van bớm.
10. Hệ thống treo :
Trớc : Nhíp lá, giảm chấn ống
Sau: Nhíp lá.
Giảm chấn : Thuỷ lực, tác động 1 chiều.
11. Thùng nhiên liệu : 200 lít.
12. Hệ thống điện : 24V

13. Bình ắc qui : 12V x 2, 100 Ah
14. Động cơ :
- Kiểu động cơ : D6BJ.
-

Loại: Động cơ điezel, 4 kỳ, 6 xilanh thẳng
hàng, phun nhiên liệu trực tiếp, làm mát bằng
nớc.

- Số xi lanh : 6 xi lanh đặt thẳng hàng.
- Đờng kính xi lanh (cc) : 7,545.
- Tû sè nÐn : 17,5 /1.
- C«ng st lín nhÊt : 170 PS / 2900 V/p
- Mô men xoắn lớn nhÊt : 44,5 KG.m / 1400 V/p
- M¸y ph¸t : 24 V – 40A
- Bé khëi déng : 24 V – 5,0 KW
SVTH : Ngun HiĨn Hoµng

6


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
Công thức bánh xe : 4x2

Chơng 2.

Phân tích các dạng trục khuỷu

2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, điều kiện lm việc, vật liệu

chế tạo:
2.1.1Nhiệm vụ:
-Tiếp nhận lực khí thể truyền từ piston xuống để tạo
mômen quay cho động cơ, v nhận năng lợng của bánh ®à,
sau ®ã trun cho thanh trun và piston thùc hiƯn các quá
trình lm việc của động cơ.
- Dẫn động cho các cơ cấu khác nh : trục cam, bơm nớc,
bơm dầu, máy phát
2.1.2 Điều kiện lm việc

SVTH : Nguyễn Hiển Hoµng

7


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
-Trục khuỷu chịu lực quán tính v lực khí thể(chịu tải trọng
lớn v luôn luôn thay đổi)
-Chịu va đập v chịu xoắn lớn
-Chịu mi mòn v chịu lực ma sát lớn do khó có thể bôi trơn
ở nhiệt độ và tốc độ cao.
2.1.3 Yêu cầu:
-Trục khuỷu cú độ cứng vững lớn ,có độ bền cao v trọng lợng nhỏ.
-Có độ chính xác v gia công cao, độ cứng , độ bóng bề
mặt của chốt khuỷu lớn.
-Đảm bảo tính cân bằng v tính đồng đều mômen quay
cao nhng đơn giản, dễ chế tạo.
-Không xảy ra cộng hởng trong phạm vi tốc độ sử dụng.
2.1.4 Vật liƯu chÕ t¹o:

-VËt liƯu chÕ t¹o trơc khủu thêng là thép cácbon, thép hợp
kim v gang cầu.
Thép cácbon đợc dùng nhiều vì nó có những u điểm sau
đây:
-Hệ số ma sát trong của thép cácbon lớn hơn thép hợp kim.
Vì vậy nó có khả năng giảm biên độ dao động xoắn.
-Thép cácbon rẻ tiên.
Ngy nay, ngoi thép ra ngời ta còn dùng gang cầu nh GZ501,5 để đúc trục khuỷu vì nó có u điểm: rẻ tiền, dễ đúc
đợc kết cÊu trơc khủu lý tëng, hƯ sè ma s¸t trong lớn , ít
nhạy cảm với ứng suất tập trung v gang dễ giữ dầu bôi
trơn.
Chế tạo trục khuỷu: rèn tự do, rèn khuôn hoặc đúc tùy theo
kích thớc v kết cấu trục khuỷu cũng nh loại vật liệu sử
dụng.
2.2. Đặc điểm kết cấu của các dạng trục khuỷu:
2.2.1 Trục khuỷu nguyên
Trục khuỷu gồm các phần:
Đầu trục khuỷu, khuỷu trục (chốt, má, cổ trục khuỷu) và
đuôi trục khuỷu .

SVTH : Nguyễn HiĨn Hoµng

8


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình

Hình 1:Kết cấu tổng thể đầu trục
khuỷu

+ Đầu trục khuỷu:
-Đầu trục khuỷu thờng dùng để lắp bánh răng dẫn động
bơm nớc, bơm dầu bôi trơn, bơm cao áp, bánh đai(puly)
để dẫn động quạt gió v đai ốc khởi động để khởi động
động cơ bằng tay quay. Các bắnh răng chủ động hoặc
bánh đai dẫn động lắp trên đầu trục khuỷu theo kiểu lắp
căn hoặc lắp trung gian v đều l lắp bán nguyệt đai ốc
hÃm chặt bánh đai, phớt chắn dầu, ổ chắn dọc trục đều
lắp trên đầu trục khuỷu.
-Ngoi các bộ phận thờng gặp kể trên trong một số động
cơ còn có lắp bộ giảm dao động xoắn của hệ trục khuỷu ở
đầu trục khuỷu. Bộ giảm dao dộng xoắn có tác dụng thu
năng lợng sinh ra do mômen kích thích trên hệ khuỷu do đó
dập tắt dao động gây ra bởi mômen.
Bộ giảm dao động xoắn thờng lắp ở đầu trục khủy là
nơi có biên độ dao dộng xoắn lớn nhất.
+ Khuỷu trục
-Cổ trục: các cổ thờng có cùng kích thớc đờng kính (Đờng
kính cổ trục thờng tính theo sức bền và điều kiện hình
thành màng dầu bôi trơn, quy định thời gian xử dụng và
thời gian sữa chữa động cơ.
Trong một vài động cơ cổ trục làm lớn dần theo chiều từ
đầu đến đuôi trục để đảm bảo sức bền và khả năng
chịu lực của cổ trục đợc đồng đều hơn.
Khi đờng kính cổ trục tăng làm tăng thêm độ cứng vững
trục khuỷu, mặt khác mômen quán tính độc cực của trục
khuỷu tăng lên, độ cứng chống xoắn của trục cũng tăng lên
mà khối lợng chuyển động quay hệ thống trục khuỷu vẫn
không thay đổi.
Tuy vậy tăng kích thớc cổ trục, kích thớc của ổ bi trục sẽ

tăng theo đồng thời trọng lợng trục khuỷu lớn nên ảnh hởng
SVTH : Nguyễn HiĨn Hoµng

9


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
đến tần số dao động xoắn của hệ trục, có thể xảy ra hiện
tợng cộng hởng trong phạm vi tốc độ xử dụng.

Hình 2:Kết cÊu khủu trơc
- Cỉ chèt khủu: cã thĨ lÊy ®êng kÝnh cđa chèt khủu
b»ng ®êng kÝnh cđa cỉ trơc khủu, nhất là động cơ cao
tốc do phụ tải và lực quán tính lớn, muốn vậy để tăng khả
năng làm việc của bạc lót và chốt khuỷu ngời ta thờng tăng
đờng kính chốt khuỷu.
Nh vậy kích thớc và khối lợng của đầu to thanh truyền sẽ
tăng dần theo, tần số dao động riêng sẽ giảm có thể xảy ra
hiện tợng cộng hởng trong phạm vi tốc độ sử dụng cho phép.
Vì vậy cần phải lựa chọn chiều dài sao cho có thể thỏa mÃn
điều kiện hình thành màng dầu bôi trơn và trục khuỷu có
độ cứng vững lớn, do đó để giảm trọng lợng, chốt khuỷu
phải làm rỗng. Chốt khuỷu rỗng có tác dụng chứa dầu bôi
trơn bạc lót đầu to thanh truyền, giảm khối lợng quay thanh
truyền. Lỗ rỗng trong chốt khuỷu có thể làm đồng tâm
hoặc lệch tâm với chốt khuỷu.
- Má khuỷu: là bộ phận nối liền giữa cổ trục và chốt khuỷu,
hình dạng má khuỷu chủ yếu phụ thuộc vào dạng động cơ,
trị số áp suất khí thể và tốc độ quay của trục khuỷu.

Khi thiết kế má khuỷu động cơ cần giảm trọng lợng, má
khuỷu có nhiều dạng nhng chủ yếu má dạng hình chữ nhật
và hình tròn có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dạng má
hình ôvan có kết cấu phức tạp. Loại má khuỷu hình chữ
nhật phân bố lợi dụng vật liệu không hợp lý do tăng khối lợng
không cân bằng má khuỷu, má khủy dạng tròn có sức bền
SVTH : Nguyễn Hiển Hoµng

10


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
cao, có khả năng giảm chiều dày má do đó có thể tăng
chiều dài cổ trục và chốt khuỷu, giảm mài mòn cổ trục và
chốt khuỷu, mặt khác má tròn dễ gia công.
- Đối trọng lắp trên trục khủy có hai tác dụng:
+ Cân bằng mômen quán tính không cân bằng động cơ,
chủ yếu là lực quán tính ly tâm nhng đôi khi dùng để cân
bằng lực quán tính chuyển động tịnh tiến nh động cơ
hình chữ V.
+Giảm phụ tải cho cổ trục nhất là giữa động cơ bốn kỳ có
4,6,8 xilanh vì ở động cơ này có lực quán tính và mônen
quán tính tự cân bằng nhng ứng suất giữa cổ trục chịu
ứng suất uốn lớn, khi dùng đối trọng mômen quán tính nói
trên đợc cân bằng nên cổ trục giữa không chịu ứng suất
uốn do lực quán tính mômen gây ra. Mặt khác trục khuỷu
không phải là chi tiết cứng vững tuyệt đối và thân máy
trong thực tế bị biến dạng nên trong động cơ dùng đối
trọng để cân bằng.

Hình 3:Kết cấu các dạng má khuỷu
Đuôi trục khuỷu thờng lắp với các chi tiết máy của động cơ
truyền dẫn công suất ra ngoài máy công tác.
Trục thu công suất động cơ thờng đồng tâm với trục khuỷu,
dùng mặt bích trục khuỷu để lắp bánh đà.
Ngoài ra kết cấu dùng để lắp bánh đà trên trục khuỷu còn
có lắp các bộ phận đặc biệt:
Bánh răng dẫn động cơ cấu phụ: Trong một vài động
cơ do đặc điểm kết cấu phải bố trí dẫn động cơ cấu
phụ phải lắp bánh răng đuôi trục khuỷu nên phía đuôi
trục khuỷu phải cố mặt bích lắp bánh răng .
Vành chắn dầu trên đuôi trục khuỷu có tác dụng ngăn
không cho dầu nhờn chảy ra khỏi các te.
SVTH : Ngun HiĨn Hoµng

11


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
Các dạng trục khuỷu phụ thuộc vào số xilanh, cách bố trí
xilanh, số kỳ động cơ và thứ tự làm việc của các xilanh. Kết
cấu trục khuỷu phải đảm bảo động cơ làm việc đồng
đều, biên độ dao động và mômen 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 giá thành rẻ.
Kích thớc của trục khuỷu phụ thuộc chủ yếu vào khoảng
cách giữa hai đờng tâm xilanh, chiều dày của ống lót

xilanh và phơng pháp làm mát. Đối với động cơ hai kỳ kich
thớc trục khuỷu còn phụ thuộc vào hệ thống quét thải.

Hình 3:Kết cấu tổng thể trục khuỷu
nguyên
1-Đai ốc khởi động ,2-Bánh răng, 3-Đối trọng ,4-Đờng
dầu,
5,8-Cổ trục khuỷu, 6-Má khuỷu,7-Chốt khuỷu,9-Bạc lót
2.2.2 Trục khuỷu ghép
Trục khủyu ghép thờng chế tạo riêng thành từng bộ phận: cổ
trục, má khuỷu, chốt khuỷu ghép lại với nhau hoặc làm cổ
trục riêng rồi ghép với khủy. Thờng dùng trong động cơ cỡ lớn.
Trục khủy thờng đợc chế rạo thành từng đoạn rồi ghép lại với
nhau bằng mặt bích. Trục khuỷu phần lớn thờng ghép trong
động cơ cỡ lớn nh động cơ tàu thủy, động cơ tĩnh tại nhng
cũng dùng trong động cơ cỡ nhỏ nh xe môtô, động cơ xăng
cỡ nhỏ, động cơ cao tốc có công suất lớn, để giảm hiện tợng
dao động của trục cần rút ngắn chiều dài cđa trơc khủu.
SVTH : Ngun HiĨn Hoµng

12


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình

Hình 4:Kết cấu trục khuỷu ghép
1,4-Cổ trục khuỷu, 2-Má khuỷu, 3,6-Đờng dầu bôi
trơn chính,
5-Đai èc ghÐp m¸ khủu và chèt khủu ,7-ỉ bi

2.2.3 KÕt cấu trục khuỷu thiếu cổ
Đặc điểm kết cấu trục khuỷu loại này là kích thớc nhỏ gọn
nên có thể rút ngắn chiều dài của thân máy và giảm khối lợng của động cơ.
Trục khuỷu thiếu cổ có độ cứng vững kém vì vậy khi thiết
kế cần tăng kích thớc cổ trục, chốt khuỷu đồng thời tăng
chiều dày và chiều rộng má khuỷu để tăng độ cứng vững
cho chốt khuỷu. Thờng dùng trong động cơ xăng ôtô máy
kéo và động cơ điezel công suất nhỏ do phụ tải tác dụng
lên cổ trơc nhá.

SVTH : Ngun HiĨn Hoµng

13


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
Hình 5: Kết cấu trục khuỷu thiếu cổ
1-Lỗ dầu bôi trơn, 2-Chốt khuỷu, 3-Má thiếu cổ, 4-Má
khuỷu, 5-Đuôi trục khuỷu
2.2.4 Kết cấu trục khuỷu động cơ hình chữ V
Loại trục khuỷu ny thờng dùng trong động cơ có hai hng
xilanh góc lệch hai khuỷu kÕ tiÕp là 90o
Trơc khủu ch÷ V thêng dïng trong động cơ có công suất
trung bình v lớn, kết cấu phức tạp, khó chế tạo, giá thnh
cao.

Hình 6:Kết cấu trục khuỷu động cơ hình chữ
V
1-Bánh răng khởi động, 2-Đờng dầu bôi trơn, 3-Chốt

khuỷu, 4-Vít dầu, 5-Má khuỷu, 6-Lỗ dầu bôi trơn trục cam,
7-Cổ trục khuỷu, 8-Vít bắt puly,
9-Vít bắt quạt
2.3. Các thông số và yêu cầu kỷthuật v yêu cầu của
chi tiết
2.3.1. Thông số kỷ thuật:
a) Góc công tác k và thứ tự làm việc của các xilanh trong
động cơ nhiều xilanh mà các xi lanh xắp xếp theo một
hàng dọc, trục khuỷu của động cơ có nhiều khuỷu trục. Để
đảm bảo tính cân bằng, tính đồng đều của động cơ, các

SVTH : Nguyễn Hiển Hoàng

14


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
khuỷu trục phải sắp xếp theo một góc độ nhất định, góc
lệch giữa hai khủu trơc cđa hai xilanh lµm viƯc kÕ tiÕp
nhau gäi là góc công tác. Khi chọn góc công tác của khuỷu
trục và thứ tự làm việc của các xilanh cần xét đến các vấn
đề sau:
+ Kết cấu của trục khuỷu phải đảm bảo tính cân bằng và
đồng đều tốt nhất của động cơ.
+ Phải đảm bảo phụ tải trên ổ trục là bé nhất.
+ Đảm bảo hiệu xuất nạp khí có lợi nhất.
-Thông thờng khó có thể thoả mÃn đồng thời các yêu cầu
trên. Đối với động cơ bốn kỳ khi trục khuỷu quay đi hai vòng
các xilanh phải làm việc một lần.

Đối với động cơ hai kỳ, trục khuỷu quay đi một vòng thì các
xilanh đều phải làm việc một lần vì vậy góc công tác có
thể tính theo công thức sau:
k = (180.)/i
Trong đó: i-Số xilanh
-Số kỳ
Do đó tuỳ theo hai loại động cơ hai kỳ hay bốn kỳ, đối với
mỗi xilanh, có thể chọn một hay nhiều kÕt cÊu trơc khủu
vµ mét hay nhiỊu thø tù lµm việc của xy lanh.
Vậy góc công tác của động cơ bèn kú 6 xilanh mét hµng däc
lµ: δk=1200, vµ thø tự làm việc của các xi lanh là: 1-5-3-6-24.
b) Lực và mômen tác dụng lên trục khuỷu của động cơ 1
hàng xilanh
Ta có: trên khuỷu trục thứ i có các lực sau đây tác dụng :
SVTH : Nguyễn Hiển Hoàng

15


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
- Lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z, lực quán tính quay
pk ,mômen cđa c¸c khủu phÝa tríc ∑ M i t¸c dơng lªn cỉ
trơc phÝa sau cđa khủu.

∑M

= ∑ M ( i 1) + Mi
Để tính đợc tổng mômen tác dụng Mi tác dụng trên khuỷu i
ta phải xác định góc quay tơng ứng i của các khuỷu bằng

cách lập bảng nh sau:
i

0
Nạp

Xilanh 1

360

180
Nén

720

540
Cháy

Thải

Xilanh 2
Xilanh 3
Xilanh 4
Xilanh 5
Xilanh 6
Diễn biến của các hành trì
nh công tác trong đ
ộng cơ4 kỳ 6
xilanh

Từ bảng thèng kª ta thÊy:
Khi khủu trơc cđa xilanh thø 1 ở vị trí = 00 thì:
Khuỷu trục thứ 2 nằm ở vị trí 2400 nên
2400.
Khuỷu trục thứ 3 nằm ở vị trí 4800 nên
4800
Khuỷu trục thứ 4 nằm ở vị trí 1200 nên
1200
Khuỷu trục thứ 5nằm ở vị trí 6000 nên
6000
Khuỷu trục thứ 6 nằm ở vị trí 3600 nên
3600

SVTH : Nguyễn Hiển Hoàng

=
=
=
=
=

16


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
và thời gian ngắn nhÊt, tÝnh theo gãc quay cđa trơc khủu ,
gi÷a hai lần nổ của hai xilanh kế nhau là:
Giữa xilanh thứ 1 và xilanh thứ 2 là 2400
Giữa xilanh thứ 2 và xilanh thứ 3 là 2400

Giữa xilanh thứ 3 và xilanh thứ 4 là 3600
Giữa xilanh thứ 4 và xilanh thứ 5 là 2400
Giữa xilanh thứ 5 và xilanh thứ 6 là 2400
Vì vậy tình trạng chịu lực của các cổ trục 1-2, 2-3, 4-5, 5-6
hoàn toàn giống nhau. Tình trạng chịu lực của cổ trục 3-4
khác với các cổ trục khác. Cổ trục 0-1 chịu tác dụng của lực
trên khuỷu thứ 1 còn cổ 6-0 ngoài chịu lực tác dụng của lực
trên trục thứ 6 ra còn chịu thêm tải trọng của bánh đà.
Tổng mômen Mi của các khủy tính theo cách lập bảng Ti.
Sau khi vẽ đờng biểu diễn quan hệ T ta xác định đợc
tổng lực tiếp tuyến trung bình Ttb dùng để nghiệm lại công
suất chỉ thị của động cơ:
Ni =

. .n.R. ( Ttb )
30

(kW)

Trong đó:
- hệ số hiệu đính đồ thị công.
Nếu khi xác định pkt đà căn cứ vào đồ thị công hiệu đính
thì = 1.
n- số vòng quay của động cơ (vg/phút),
R- bán kính quay của trục khuỷu
2.3.2. Yêu cầu kỷ thuật:
Tuổi thọ của cơ cấu trục khuỷu thanh trun chđ u phơ
thc vµo ti thä cđa trơc khủu vì vậy đối với kết cấu
trục khuỷu phải chú ý đảm bảo các yêu cầu sau:
*Yêu cầu về độ chính xác gia công:

+ Độ chính xác về kích thớc cổ trục chính và cổ biên đạt
cấp chính xác 2

SVTH : Ngun HiĨn Hoµng

17


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
+Độ côn cho phép cuả cổ trục không đợc vợt quá:
(0,05ữ 0.1)- Với ôtô

0.15- Với máykéo

+ Độ ôvan cho phép:

0,06- với ôtôcon

0,1- với xetải
0,15- với máykéo.


+ Độ không song của cổ trục chính so với các cổ biên không
đợc vợt quá:
0,1- với ôtô

0,2 - với máykéo

đo trên toàn bộ chiều dài của

một cổ.
+Độ không đồng tâm giữa các cổ trục không đợc vợt quá:
(0.25ữ 0.35)
*Yêu cầu về độ nhám bề mặt:
+Các cổ trục chính, cổ biên gia công đạt đến độ bóng bề
mặt Ra = 0.16 ( 10)
+Đối với các cổ trục làm việc với các bề mặt của bạc lót, bạc
đầu to thanh truyền băng đồng hoặc chì, thì gia công bề
mặt đạt độ bóng cao hơn.
*Yêu cầu về kết cấu:
-Cổ chốt và cổ trục phải có độ cứng vững ,độ bóng bề
mặt cao
-Có sức bền lớn, độ cứng vững lớn, trọng lợng nhỏ ít mòn.
-Có độ chính xác gia công cao, bề mặt làm việc của trục
cần có độ bóng bề mặt, ®é cøng cao.

SVTH : Ngun HiĨn Hoµng

18


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
-Không xảy ra hiện tơng dao động cộng hởng trong phạm
vi tốc độ sử dụng.
-Kết cấu của trục khuỷu phải đảm bảo tính cân bằng và
tính đồng đều của động cơ nhng đồng thời phải dễ chế
tạo.
2.4. Các h hỏng thờng gặp ở trục khuỷu

Những h hỏng thờng gặp trong quá tình làm việc của trục
khủy là : Cổ trục bị mòn, bị rạn nứt; trục bị cong hoặc bị
xoắn; bề mặt cổ trục bị xớc, rỗ; trục khuỷu bị gÃy.
2.4.1Cổ trục, cổ thanh truyền bị mòn :
Khi động cơ làm việc, do tải trọng của áp lực khí cháy trong
xilanh làm cho các bề mặt cô trục và cổ thanh truyền bị
mòn. Cổ trục và cổ thanh truyền thờng bị mòn không
đều. Khi trục khuỷu quay, lực ly tâm do đầu to thanh
truyền sinh ra làm cho đầu to thanh tuyền có xu hớng rời
khỏi cổ thanh truyền và thờng xuyên ép vào bề mặt phía
trong (gần đờng tâm trục khuỷu). Do tác dụng lau dài của
lực ly tâm nên bề mặt phía trong cổ trục thanh truyền bị
mòn nhiều hơn phía ngoài. Tơng thự nh vậy, ở cổ trục
chính thì mặt gần kề cổ trục thanh truyền bị mòn nhiều.
Mặt khác dầu bôitrơn dới tác dụng của lực ly tâm làm cho
các tạp chất cứng có trọng lợng lớn văng ra tập trung về một
đầu cổ trục gây mòn côn cho cổ trục thanh truyền.
Cổ trục thanh truyền thờng bị mòn nhanh hơn cổ trục
chính, lợng mòn của cổ trục thanh truyền thờng gấp 2 lần lợng mòn ở cổ trục chính. Trong các cổ trục chính lợng mòn

SVTH : Nguyễn Hiển Hoµng

19


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
cũng không đều nhau, cổ chính gần bánh đà mòn nhiều
hơn các cổ khác do chịu tảitrọng của bánh đà.
2.4.2 Trục khuỷu bị cong và bị xoắn

Nguyên nhân gây biến dạng cong và xoắn của trục khuỷu
chủ yếu do:
Khe hở của gối đỡ và cổ trục quá lớn, trong khi làm việc có
sự va vấp.
Trong quá trình làm việc chịu mômen xoắn quá lớn, gối đỡ
bị cháy làm trục khuỷu quay khó khăn.
Khe hở gối đỡ và cổ trục quá nhỏ hoặc mômen xiết ốc cổ
trục không đều, xiết ốc không đúng trình tự quy định.
Động cơ tăng ga đột ngột làm trục khuỷu chịu ứng suất quá
lớn gây nên biến dạng đột ngột làm trục khủy bị xoắn
hoặn cong. Ngoài ra sự làm việc của động cơ không ổn
định, trục khuỷu chịu lực không đều, các vị trí của các chi
tiết trong cơ cấu khuỷu trục thanh truyền không đúng cũng
có thể làm cho trục khuỷu bị cong, xoắn.
2.4.3. Trục khuỷu bị rạn nứt, gÃy
Trong quá trình làm việc,trục khuỷu có thể bị rạn nứt. Vết
nứt thờng xảy ra ở phần tiếp giáp giữa cổ trục, cổ thanh
truyền và má khuỷu (vai trục). Có nhiều nguyên nhân làm
cho trục khủy bị rạn nứt:
-

Bán kính góc lợn giữa má khuỷu với cổ trục, cổ
thanh truyền không đúng gây ra suất tập
trung.

SVTH : Nguyễn Hiển Hoµng

20

KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
Khe hở giữa gối đỡ và cổ trục quá lớn gây ra va
dập theo chu kỳ tạo nên ứng suất thay đổi gây
ra rạn nứt. Vết nứt xuất hiện sẽ phát triển
nhanh và gây ra gÃy trục khủy.
Trục khuỷu thờng bị gÃy do tải trọng động và do mệt mỏi
của vật liệu chế tạo. Các sự cố trên gây nên trạng thái chịu
tải vợt mức quá nhiều lần làm cho tính chất mệt mỏi của vật
liệu gia tăng dẫn đến gÃy trục (tại chỗ yếu nhất) nh các vùng
cổ biên đuôi trục. Các vết gÃy của trục khuỷu thờng là mặt
vát 450 so với trơc quay cđa nã.
2.4.4 BỊ mỈt cđa cỉ trơc, cỉ thanh truyền, gối đỡ bị
xớc, cháy rỗ
Ngoài h hỏng do mßn, trơc khủu thêng h háng do cỉ trơc,
cỉ thanh truyền bị xớc, cháy rỗ. Nguyên nhân gây xớc, cháy
rỗ do:
-

Điều kiện và chất lợng dầu bôitrơn kém, trong
dầu có nhiều tạp chất nh bụi bẩn, có lẫn hạt mài
hoặc bị rò rỉ nớc vào hệ thống bôi trơn, đờng
dầu bôi trơn bị tắc.

-

Khe hở giữa bạc và cổ trục, cổ thanh truyền
quá nhỏ, trong quá trình làm việc sinh ra nhiệt
làm cháy rỗ bề mặt cổ trục.

-

Lắp ráp không đúng, lỗ dầu trên bạc không
trùng với lỗ dầu trên thân máy làm dầu bôi trơn
không vào bề mặt cổ trơc, cỉ thanh trun.

SVTH : Ngun HiĨn Hoµng

21


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
Chơng3. phân tích kết cấu trục khuỷu của động cơ
d6bj
Đây là trục khuỷu động cơ điêzel 4 kỳ với 6 xilanh bố trí
thẳng hàng với thứ tự nổ là: 1-5-3-6-2-4 , góc công tác là
1200.
Các thông số kỷ thuâtj của trục khuỷu D6BJ là:
Tổng chiều dài cơ sở của trục khuỷu là : 1495 mm.
Đờng kính cổ trục chính là :94 mm
Đờng kính cổ trục biên là :84 mm
Chiều dày cổ trục chính là :560,1 mm
Chiều dày cổ trục biên là :700,1 mm.
Đờng kính lỗ rỗng trong cổ trục chính và cổ trục biên là
500,1 mm.
Lỗ khoan dẫn dầu từ cổ trục chính đến cổ trục biên : 6 0,1
mm.
Chiều dày má khuỷu :220,1 mm
Chiều rộng má khuỷu là : 1860,01 mm

Đờng kính lỗ khoan dẫn dầu trên cổ biên là: 60,1 mm.
Trục khủy động cơ D6BJ đợc chế tạo rỗng ở bên trong nhằm
giảm trọng lợng cho trục khuỷu, chứa dầu bôi trơn và là chi
tiết tạo lắng khi động cơ làm việc sinh ra các hạt mài mòn,
chúng sẽ đợc lóng vào trong, do ly quán tính ly tâm chúng sẽ
lắng đọng lại ở thành ống.
Do cổ trục chính và cổ trục biên đợc chế tạo rỗng nên để
chứa dầu bôi trơn cho bạc lót đầu to thanh truyền và bạc lót

SVTH : Ngun HiĨn Hoµng

22


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
gối đỡ trục khủy phải bao kín hai đầu lại bằng nắp cổ
khuỷu. Chúng đợc liên kết với nhau bằng bulông, kết cấu nh
hình vẽ:

Hình 7: Kết cấu của trục khuỷu ghép
5-Nắp cổ trục khuỷu, 6-Gioăng, 7-Dây cuốn, 8- Đệm, 9Bulông, 10-Vòng đệm.
Đây là trục khuỷu đúc nên lỗ dẫn dầu bôi trơn ngời ta đúc
thẳng từ cổ trục chính đến cổ trục biên bằng cách khi chế
tạo khuôn đúc ngời ta làm các ống bằng thạch cao đúng
bằng ống dẫn dầu, sau khi nguội ngời ta thổi thạch cao đi.
Vì là động cơ 4 kỳ 6 xilanh thẳng hàng nên các xilanh 1 vµ
6; 2 vµ 5; 3 vµ 4 song hµnh víi nhau từng đôi một. Các
xilanh đợc bố trí lệch nhau một góc là 1200.Trên các cổ trục
chính và cổ trục biên có khoan lỗ dẫn dầu bôi trơn cho bạc

lót thanh truyền và cổ trục chính đợc lấy từ trong các cổ
trục. Tùy thuộc vào vị trí cổ trục đó mà có lỗ khoan phù hợp.
Lỗ khoan đó phải trùng với lỗ khoan ở bạc lót ở cổ trục và bạc
lót thanh truyền.

SVTH : Nguyễn Hiển Hoàng

23


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình
Hình dạng của cổ trục chính và cổ trục biên nh hình vẽ:

Hình 8: Hình dạng cổ trục chính và cổ trục
biên
Trên trục khủy động cơ D6BJ đợc bố trí các má tròn, đờng
kính của má lớn nhất là :184,86 mm. Trên đó có khoan các
lỗ cân bằng động, tùy thuộc vào từng vị trí mà bố trí khác
nhau.
Kết cấu của trục khuỷu khi nhìn dọc trục nh sau:

SVTH : Nguyễn Hiển Hoàng

24


KC & TT động cơ
GVHD: Tô Bình

II(CK),V(CK)

Hình 8: Trục khuỷu nhìn dọc trục
Má khuỷu ở đây là dạng má tròn, trên đó có khoan các lỗ
để cân bằng động cho trục khuỷu.
Trên đuôi trục khuỷu có khoan các lỗ lấy dầu sạch, tùy thuộc
vào vị trí mà bố trí các lỗ khoan khác nhau nh hình vẽ :

16

Hình 9: Vị trí khoan các ống lấy dầu sạch
SVTH : Nguyễn Hiển Hoµng

25