Giáo trình Nguyên lý kết cấu của động cơ đốt trong - Chương 3: Các bộ phận chính của động cơ đốt trong

Nội dung text: Giáo trình Nguyên lý kết cấu của động cơ đốt trong - Chương 3: Các bộ phận chính của động cơ đốt trong

1. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong 30
2. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong Chöông 3 CAÙC BOÄ PHAÄN CHÍNH CUÛA ÑOÄNG CÔ ÑOÁT TRONG I. NHÖÕNG CHI TIEÁT COÁ ÑÒNH CUÛA ÑOÄNG CÔ ÑOÁT TRONG I.1. Khaùi nieäm chung Trong ñoäng cô ñoát trong, nhöõng chi tieát coá ñònh bao goàm: naép xylanh, thaân xylanh, hoäp truïc khuyûu, ñeá maùy, maùng daàu, trong ñoù thaân maùy vaø naép xylanh laø nhöõng chi tieát maùy coá ñònh coù khoái löôïng lôùn vaø keát caáu phöùc taïp. Haàu heát caùc cô caáu vaø caùc heä thoáng cuûa ñoäng cô ñoát trong ñeàu ñöôïc laép treân thaân maùy vaø naép xylanh. Keát caáu cuûa thaân maùy vaø naép xylanh coù nhieàu daïng: naép xylanh vaø thaân xylanh coù theå laøm rieâng cho töøng xylanh hoaëc chung cho nhieàu xylanh. Keát caáu cuûa thaân xylanh vaø naép xylanh phuï thuoäc raát nhieàu vaøo kieåu laøm maùt. Khi laøm maùt baèng nöôùc, khoaûng khoâng gian bao quanh xylanh ñeå chöùa nöôùc laøm maùt goïi laø aùo nöôùc. Loaïi thaân maùy coù xylanh ñuùc lieàn vôùi thaân goïi laø thaân maùy kieåu thaân xylanh. Khi xylanh laøm rieâng thaønh oáng loùt roài laép vaøo thaân maùy goïi laø thaân maùy kieåu voû thaân. Khi thaân xylanh ñuùc lieàn vôùi hoäp truïc khuyûu, keát caáu naøy goïi laø thaân maùy kieåu thaân xylanh – hoäp truïc khuyûu. Neáu thaân xylanh vaø hoäp truïc khuyûu laøm rôøi nhau thì keát caáu naøy goïi laø thaân maùy kieåu thaân rôøi, vaø ñeå gheùp caùc phaàn cuûa thaân maùy vôùi nhau ngöôøi ta thöôøng duøng gujoâng daøi suoát töø ñeá maùy leân naép xylanh. I.2. Thaân maùy Trong ñoäng cô ñoát trong, thaân maùy laø chi tieát coù keát caáu khaù phöùc taïp, coù kích thöôùc vaø khoái löôïng lôùn. Ñoái vôùi ñoäng cô oâ toâ, khoái löôïng cuûa thaân maùy thöôøng chieám khoaûng 30 – 60% khoái löôïng toaøn boä ñoäng cô. Hình 3.1. Keát caáu thaân maùy. I.2.1. Nhieäm vuï Thaân maùy keát hôïp vôùi caùc chi tieát khaùc (xylanh, naép xylanh, piston, ) hình thaønh khoâng gian coâng taùc cuûa moâi chaát, thöïc hieän caùc quaù trình naïp, neùn, chaùy – giaõn nôû vaø thaûi saûn saûn vaät chaùy ra khoûi ñoäng cô taïo neân chu trình laøm vieäc lieân tuïc. 31
3. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong Trong quaù trình laøm vieäc, thaân maùy ñoùng vai troø truyeàn nhieät giöõa moâi chaát coâng taùc vaø moâi tröôøng ñeå laøm maùt ñoäng cô. Thaân maùy laø chi tieát boá trí caùc ñöôøng daàu boâi trôn ñeå daãn daàu ñeán oå truïc khuyûu, oå truïc cam, Laøm thaønh moät khung chòu löïc, treân ñoù boá trí caùc oå truïc khuyûu, caùc cô caáu vaø caùc heä thoáng cuûa ñoäng cô. I.2.2. Keát caáu thaân maùy ñoäng cô xaêng – ñoäng cô Diesel Thaân maùy cuûa ñoäng cô xaêng vaø ñoäng cô Diesel töông töï nhau veà maët keát caáu, tuøy thuoäc vaøo cô caáu phaân phoái khí vaø heä thoáng laøm maùt maø thaân maùy coù nhöõng ñaëc ñieåm caáu taïo khaùc nhau. Tuy nhieân, veà cô baûn keát caáu thaân maùy cuûa ñoäng cô ñoát trong ñöôïc phaân ra thaønh 2 loaïi: thaân maùy kieåu thaân xylanh – hoäp truïc khuyûu vaø thaân maùy kieåu thaân rôøi. a) Thaân maùy kieåu thaân xylanh – hoäp truïc khuyûu Loaïi thaân maùy kieåu thaân xylanh – hoäp truïc khuyûu ñöôïc duøng raát phoå bieán trong ñoäng cô oâ toâ, ñoäng cô tónh taïi vaø ñoäng cô taøu thuûy côõ nhoû. Caùc xylanh ñöôïc ñuùc lieàn vôùi thaân hoaëc laøm thaønh oáng loùt roài laép leân thaân, chung quanh thaân maùy ñeàu coù nöôùc laøm maùt ñeå giaûi nhieät trong quaù trình ñoäng cô laøm vieäc. Keát caáu naøy duøng cho caû ñoäng cô xaêng vaø ñoäng cô Diesel. Do thaân maùy ñuùc lieàn vôùi hoäp truïc khuyûu neân giaûm bôùt ñöôïc maët laép gheùp khieán cho gia coâng ñôn giaûn vaø ôû maët laép thaân maùy vôùi hoäp truïc khuyûu chæ caàn laøm moûng nhö chieàu cuûa voû thaân, khoâng caàn laøm maët laép gheùp. Do nhöõng nguyeân nhaân treân neân thaân maùy naøy thöôøng nhoû goïn vaø ñôõ toán kim loaïi hôn loaïi thaân rôøi. Döïa vaøo tình traïng chòu löïc, thaân maùy kieåu thaân xylanh – hoäp truïc khuyûu ñöôïc chia ra ba loaïi: Thaân xylanh chòu löïc: Trong loaïi keát caáu naøy, löïc khí theå taùc duïng treân naép xylanh seõ truyeàn cho thaân xylanh qua caùc gujoâng naép xylanh. Löïc taùc duïng gaây ra öùng suaát keùo treân caùc tieát dieän cuûa thaân xylanh, thaân maùy cuûa ñoäng cô xaêng thöôøng duøng kieåu chòu löïc naøy (hình 3.2). Hình 3.2. Keát caáu thaân maùy kieåu thaân xylanh chòu löïc. 32
4. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong Voû thaân chòu löïc: Trong loaïi keát caáu naøy, löïc khí theå taùc duïng leân naép xylanh seõ truyeàn cho voû thaân qua caùc gujoâng naép xylanh. Löïc taùc duïng gaây öùng söùc keùo treân caùc tieát dieän cuûa voû thaân vuoâng goùc vôùi ñöôøng taâm xylanh. Do trong loaïi thaân maùy naøy, xylanh ñöôïc cheá taïo rieâng döôùi daïng oáng loùt roài laép vaøo voû thaân, neân oáng loùt khoâng chòu öùng suaát keùo treân phöông ñöôøng taâm xylanh. Khi caùc loùt xylanh moøn, coù theå thaùo ra thay môùi. Naép xylanh laép treân thaân maùy baèng caùc gujoâng caáy treân voû thaân maùy (hình 3.3). Hình 3.3. Keát caáu thaân maùy kieåu voû Hình 3.4. Keát caáu thaân maùy kieåu thaân chòu löïc. gujoâng chòu löïc. Gujoâng chòu löïc Trong keát caáu naøy löïc taùc duïng naøy truyeàn cho caùc gujoâng lieân keát naép xylanh, thaân maùy – hoäp truïc khuyûu vôùi ñeá maùy. Caùc gujoâng naøy khaù daøi vaø chòu löïc keùo, coøn thaân xylanh trong tröôøng hôïp naøy khoâng chòu löïc keùo gaây ra bôûi löïc khí theå. Thaân maùy kieåu thaân xylanh – hoäp truïc khuyûu coù theå duøng loùt xylanh öùôt, loùt xylanh khoâ hoaëc khoâng coù loùt xylanh (hình 3.4). b) Thaân maùy kieåu thaân rôøi Do thaân maùy kieåu xylanh – hoäp truïc khuyûu cheá taïo raát khoù, nhaát laø ñoái vôùi caùc loaïi ñoäng cô coù ñöôøng kính xylanh lôùn. Vì vaäy ngöôøi ta thöôøng cheá taïo theo kieåu thaân rôøi ñeå thuaän tieän trong gia coâng vaø cheá taïo. Keát caáu naøy thöôøng duøng trong caùc ñoäng cô tónh taïi, taøu thuûy vaø ñoäng cô oâtoâ maùy keùo coù coâng suaát lôùn. Thaân maùy coù theå laøm rieâng töøng xylanh moät (ñoäng cô laøm maùt baèng khoâng khí) hay laøm cho nhieàu xylanh (ñoäng cô laøm maùt baèng nöôùc). Moät soá ñoäng cô taøu thuûy hoaëc ñoäng cô tónh taïi duøng chung cho 2, 3, 4 xylanh vaø coù khi caû daõy xylanh trong cuøng moät haøng duøng chung moät thaân. Laøm nhö theá vöøa taêng ñöôïc ñoä cöùng vöõng cho thaân maùy vöøa ruùt ngaén chieàu daøi vaø giaûm troïng löôïng thaân maùy. Thaân maùy kieåu thaân rôøi cuõng duøng loùt xylanh khoâ vaø loùt xylanh öôùt. Loaïi loùt khoâ thöôøng duøng cho ñoäng cô laøm maùt baèng gioù. Loaïi loùt öôùt duøng cho ñoäng cô Diesel taøu thuûy vaø tónh taïi. Ñeå taêng ñoä cöùng vöõng cho loùt xylanh, coù khi ngöôøi ta laøm theâm gaân ôû phía ngoaøi cuûa oáng loùt. 33
5. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong Döïa vaøo tình traïng chòu löïc, thaân maùy kieåu rôøi ñöôïc chia ra ba loaïi: Xylanh chòu löïc Trong keát caáu naøy, löïc taùc duïng seõ do xylanh chòu ñöïng. Keát caáu naøy thöôøng duøng trong caùc loaïi ñoäng cô laøm maùt baèng gioù. Naép xylanh laép coá ñònh treân xylanh baèng buloâng, xylanh laép coá ñònh treân hoäp truïc khuyûu baèng gujoâng. Voû thaân chòu löïc Trong keát caáu naøy voû thaân chòu löïc keùo coøn xylanh khoâng chòu löïc keùo, keát caáu naøy coù theå phaân ra thaønh hai kieåu sau ñaây: Naép xylanh, voû thaân vaø hoäp truïc khuyûu laép vôùi nhau baèng caùc buloâng ngaén. Naép xylanh laép vôùi thaân maùy roài thaân maùy laép vôùi hoäp truïc khuyûu. Voû thaân vaø hoäp truïc khuyûu laép vôùi nhau baèng gujoâng daøi, coøn naép xylanh laép treân thaân maùy baèng caùc buloâng ngaén (hình 3.5). Hình 3.5. Thaân maùy kieåu voû thaân chòu löïc Hình 3.6. Thaân maùy kieåu gujoâng chòu cuûa ñoäng cô Diesel. löïc cuûa ñoäng cô taøu thuûy. Gujoâng chòu löïc Trong keát caáu naøy löïc taùc duïng seõ do gujoâng chòu ñöïng. Keát caáu naøy thöôøng duøng khaù phoå bieán trong ñoäng cô laøm maùt baèng gioù vaø ñoäng cô chöõ V. I.2.3. Loùt xylanh a) Nhieäm vuï Loùt xylanh laø chi tieát maùy coù daïng oáng, ñöôïc laép vaøo thaân maùy nhaèm muïc ñích keùo daøi tuoåi thoï cuûa maùy. Keát caáu thaân maùy phuï thuoäc raát nhieàu vaøo kieåu loùt xylanh. Thaân maùy coù theå duøng loùt xylanh khoâ, loùt xylanh öôùt hoaëc khoâng duøng loùt xylanh. Maët trong cuûa loùt xylanh ñöôïc gia coâng vôùi ñoä chính xaùc cao vaø ñöôïc maøi boùng ñöôïc goïi laø maët göông xylanh. Ñoä coân vaø ñoä oâ van cho pheùp cuûa maët göông xylanh naèm trong phaïm vi 0,01 ÷ 0,06mm. 34
6. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong b) Phaân loaïi Loùt xylanh coù hai loaïi: loùt xylanh khoâ vaø loùt xylanh öôùt. Loùt xylanh khoâ laø loaïi oáng loùt laép vaøo trong loã xylanh; maët ngoaøi cuûa oáng loùt tieáp xuùc vôùi maët trong loã xylanh khoâng tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi nöôùc laøm maùt (hình 3.7). Loùt xylanh khoâ coù ñaëc ñieåm sau: - Do keát caáu loùt xylanh coù ñoä cöùng vöõng toát neân coù theå laøm moûng vaø toán ít vaät lieäu. - Thaân maùy coù ñoä cöùng vöõng cao, do vaäy ít bieán daïng khi sieát buloâng naép xylanh. - Khoâng bò roø ræ nöôùc vaø loït khí do khoâng tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi nöôùc laøm maùt. - Truyeàn nhieät keùm vaø khoù thaùo laép trong quaù trình baûo döôõng söûa chöõa. Loùt xylanh öôùt laø loaïi oáng loùt laép vaøo voû thaân, maët ngoaøi cuûa loùt xylanh tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi laøm maùt (hình 3.8). Loùt xylanh öôùt coù caùc ñaëc ñieåm sau: - Hieäu quaû laøm maùt xylanh toát hôn loaïi loùt xylanh khoâ do loùt xylanh tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi nöôùc laøm maùt neân khoâng xaûy ra hieän töôïng quaù taûi nhieät. - Vaät lieäu vaø coâng ngheä ñuùc thaân maùy khi duøng loùt xylanh öôùt khoâng yeâu caàu cao. - Coâng ngheä gia coâng loùt xylanh cuõng ñôn giaûn hôn loùt xylanh khoâ. - Thuaän tieän trong vieäc baûo döôõng, söûa chöõa vaø thay theá. - Khoù bao kín, deã bò roø nöôùc laøm maùt vaø loït khí. - Ñoä cöùng vöõng keùm hôn loùt xylanh khoâ. Loùt xylanh khoâ Loùt xylanh öôùt Gôø loùt Thaønh xylanh xylanh AÙo nöôùc AÙo nöôùc Gioaêng loùt xylanh Hình 3.8. Loùt xylanh öôùt. Hình 3.7. Loùt xylanh khoâ. I.3. Naép maùy (naép xylanh) I.3.1. Nhieäm vuï Naép xylanh laø chi tieát ñaäy kín moät ñaàu phía treân cuûa xylanh, cuøng vôùi xylanh vaø piston taïo thaønh khoâng gian buoàng chaùy. Ñeå gaù laép caùc chi tieát vaø caùc heä thoáng khaùc nhö: bougie, voøi phun, cô caáu phaân phoái khí, Ngoaøi ra naép maùy coøn laø chi tieát ñeå boá trí caùc ñöôøng naïp, thaûi, daãn daàu boâi trôn, 35
7. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong I.3.2. Keát caáu naép maùy ñoäng cô xaêng – ñoäng cô Diesel Naép xylanh laøm vieäc trong ñieàu kieän raát xaáu: chòu nhieät ñoä cao, aùp suaát lôùn vaø aên moøn hoaù hoïc bôûi caùc hôïp chaát coù trong saûn vaät chaùy. Naép xylanh cuûa ñoäng cô Diesel laøm maùt baèng nöôùc thöôøng ñöôïc ñuùc baèng gang hôïp kim, ñuùc baèng khuoân caùt hoaëc baèng khuoân kim loaïi. Ña soá naép ñoäng cô xaêng ñeàu duøng hôïp kim nhoâm, vì hôïp kim nhoân nheï vaø taûn nhieät toát. Naép xylanh ñöôïc gheùp leân thaân maùy baèng moät taám gioaêng. Bu loâng laép gheùp xylanh vaø naép xylanh ñöôïc sieát ñeàu theo trình töï vaø trò soá löïc sieát nhaát ñònh (do nhaø saûn xuaát qui ñònh) ñeå traùnh roø ræ khí chaùy vaø hö hoûng gioaêng naép xylanh. Ñeå ñaûm baûo ñoä kín khít caàn phaûi kieåm tra ñoä phaúng maët tieáp xuùc cuûa xylanh vaø naép xylanh moãi khi thaùo hoaëc laép. Khi sieát Khi nôùi loûng Hình 3.9. Thöù töï khi nôùi loûng vaø sieát buloâng naép xylanh. a) Keát caáu naép maùy ñoäng cô xaêng Keát caáu naép maùy ñoäng cuûa ñoäng cô tuøy thuoäc vaøo keát caáu cuûa buoàng chaùy, caùch boá trí cô caáu supap vaø soá supap cuûa cô caáu phaân phoái khí, bougie, kieåu laøm maùt ñoäng cô vaø ñöôøng naïp thaûi treân naép xylanh. Daïng buoàng chaùy treân ñoäng cô quyeát ñònh hieäu suaát naïp, thaûi vaø hieäu suaát cuûa quaù trình chaùy treân ñoäng cô. Naép xylanh coù buoàng chaùy daïng baùn caàu duøng treân ñoäng cô oâ toâ ñöôïc giôùi thieäu treân (hình 3.10). Loaïi naép xylanh treân duøng supap treo, supap naïp hôi lôùn hôn supap thaûi, buogie ñaët ôû beân hoâng buoàng chaùy, khoaûng caùch töø bougie ñeán ñieåm xa nhaát cuûa vuøng chaùy gaàn baèng ñöôøng kính xylanh. a) b) Hình 3.10. Naép xylanh coù buoàng chaùy baùn caàu vaø hình cheâm. 36
8. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong Naép xylanh coù buoàng chaùy daïng hình cheâm duøng roäng raõi treân ñoäng cô chöõ V vaø ñoäng cô nhieàu haøng xylanh. Loaïi buoàng chaùy naøy coù öu ñieåm: goïn, coù cöôøng ñoä xoaùy loác toát. Treân naép xylanh coù caùc loã daãn nöôùc laøm maùt, loã baét gujoâng, loã ñeå luoàn ñuõa ñaåy v.v Vaùch buoàng chaùy ñöôïc laøm maùt toát ñeå traùnh kích noå. Nöôùc laøm maùt töø thaân maùy ñi leân naép xylanh baèng 4 loã troøn nhoû chung quanh moãi xylanh vaø hai loã deït ôû hai beân phía ñöôøng thaûi vaø ñöôøng naïp. ÖÙng vôùi moãi xylanh duøng 5 gujoâng ñeå baét chaët naép xylanh. Trong ñoäng cô xaêng moät haøng xylanh coøn thöôøng duøng loaïi buoàng chaùy khoái oâvan nhö (hình 3.11). Loaïi buoàng chaùy naøy coù hai dieän tích cheøn khí. Dieän tích cheøn khí thöù nhaát töông ñoái lôùn, naèm ñoái dieän vôùi buogie, laø phaàn xa bougie nhaát, dieän tích cheøn khí thöù hai nhoû hôn, naèm phía döôùi bougie. Caùc dieän tích cheøn khí treân naép xylanh sinh ra xoaùy loác vaø doàn khí hoãn hôïp vaøo vuøng gaàn bougie. Bougie boá trí ôû beân caïnh naép xylanh, leäch veà phía supap thaûi. Caùc ñeá supap laép treân naép xylanh laøm baèng gang traéng hoaëc gang xaùm, trong ñoù ñeá supap thaûi nhoû hôn ñeá supap naïp khoaûng 27%. Caùc supap naïp vaø supap thaûi boá trí cuøng veà moät phía, ñieàu naøy nhaèm lôïi duïng nhieät cuûa khí thaûi ñeå saáy noùng ñöôøng oáng naïp. Hình 3.11. Naép xylanh cuûa ñoäng cô Nöôùc laøm maùt naép xylanh ñi töø döôùi thaân coù buoàng chaùy oâvan. maùy leân, qua caùc loã daãn nöôùc khoan treân maët noùng (maët nöôùc) cuûa naép xylanh. Ñeå laøm maùt ñeá supap ñöôïc toát hôn, ngöôøi ta coøn duøng moät oáng daãn nöôùc rieâng ñaët phía ñoái dieän cuûa ñöôøng thaûi vaø ñöôøng naïp ñeå daãn nöôùc coù nhieät ñoä töông ñoái thaáp phun thaúng vaøo vuøng ñeá supap. Khoâng gian chöùa nöôùc laøm maùt trong naép xylanh khoâng neân quaù lôùn ñeå khoûi aûnh höôûng ñeán thôøi gian chaïy aám maùy quaù laâu. Naép xylanh cuõng duøng boán gujoâng chung quanh moãi xylanh ñeå coá ñònh vôùi thaân maùy, giöõa naép xylanh vaø thaân maùy cuõng duøng ñeäm naép xylanh ñeå bao kín. Loã ren laép bougie thöôøng coù kích thöôùc M18, M14, vaø M10 vaø coù theå boá trí ôû caùc vò trí sau: - Phía treân supap naïp, ñeå giaûm nhieät ñoä cuûa bougie. - Phía treân supap thaûi, ñeå caûi thieän quaù trình chaùy, coù khaû naêng choáng chaùy sôùm vaø kích noå. Tuy vaäy tình traïng thaûi nhieät cuûa bougie seõ raát nghieâm troïng vì bò luoàng khí thaûi ñoát noùng vaø chòu nhieät böùc xaï töø supap thaûi ñeán. Vì vaäy khi boá trí nhö theá thöôøng phaûi duøng loaïi bougie laïnh coù ñöôøng kín nhoû. - ÔÛ khoaûng caùch giöõa hai supap vaø leäch veà phía supap thaûi chöøng 1/3 khoaûng caùch. b) Keát caáu naép maùy ñoäng cô Diesel Keát caáu naép xylanh cuûa ñoäng cô Diesel phöùc taïp hôn naép xylanh cuûa ñoäng cô xaêng nhieàu vì treân noù phaûi boá trí raát nhieàu cô caáu vaø chi tieát maùy nhö: cô caáu supap, buoàng chaùy phuï, voøi phun, bougie saáy noùng, cô caáu khôûi ñoäng baèng khí neùn, ñöôøng nöôùc laøm maùt, ñöôøng thaûi naïp, v.v Ñieàu kieän laøm vieäc cuûa naép xylanh ñoäng cô Diesel raát xaáu. Noù chòu nhieät ñoäï cao vaø aùp suaát lôùn. ÖÙng suaát cô hoïc vaø öùng suaát nhieät trong quaù trình laøm vieäc cuûa ñoäng cô thöôøng raát lôùn vaø hay gaây ra raïn nöùt naép xylanh. Trong naép xylanh vuøng noùng nhaát thöôøng laø vuøng giöõa hai ñeá supap vaø 37
9. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong hoïng buoàng chaùy (nhieät ñoä vuøng naøy coù theå ñaït tôùi 723oK). Vì vaäy ñeå traùnh öùng suaát nhieät, caùc lôùp kim loaïi trong naép xylanh caàn coá gaéng thieát keá coù chieàu daøy ñoàng ñeàu, choã tieáp giaùp giöõa caùc lôùp kim loaïi caàn coù goùc löôïn lôùn. Ngoaøi ra caàn toå chöùc laøm maùt toát, boá trí nöôùc maùt laøm maùt ñi veà phía chòu nhieät nhieàu ñeå giaûm nhieät ñoä cuûa maët naép xylanh. Keát caáu naép xylanh cuûa ñoäng cô Diesel phuï thuoäc töøng loaïi ñoäng cô kieåu buoàng chaùy (phöông phaùp hình thaønh khí hoãn hôp), soá kyø vaø cô caáu phaân phoái khí cuûa ñoäng cô. Noùi chung noù phaûi thoaû maõn caùc yeâu caàu chính sau: - Buoàng chaùy phaûi taïo thaønh xoaùy loác maïnh ñeå caûi thieän quaù trình hình thaønh hoãn hôïp. - Keát caáu buoàng chaùy phaûi goïn, hôïp lyù, ñeå traùnh toån thaát nhieät vaø toån thaát löu ñoäng cuûa doøng khí trong quaù trình chaùy. - Vò trí cuûa voøi phun, supap naïp, supap thaûi vaø ñöôøng thaûi ñöôøng naïp phaûi hôïp lyù, thuaän lôïi cho quùa trình taïo thaønh khí hoãn hôïp vaø quaù trình thay ñoåi moâi chaát. Trong caùc loaïi naép xylanh cuûa ñoäng cô coù buoàng chaùy tröïc tieáp (buoàng chaùy treân ñænh piston), maët noùng cuûa naép xylanh thöôøng laøm phaúng. Voøi phun boá trí chính giöõa truøng vôùi ñöôøng taâm xylanh, hoaëc leäch ñi moät khoaûng khoâng lôùn laém. Caùch boá trí naøy thöôøng duøng trong ñoäng cô Diesel côõ lôùn. Trong ñoäng cô oâtoâ maùy keùo vaø ñoäng cô tónh taïi côõ nhoû, voøi phun boá trí leäch vôùi ñöôøng taâm xylanh moät goùc nhaát ñinh. Trong caùc loaïi ñoäng cô coù buoàng chaùy tröïc tieáp, ñeå taïo thaønh xoaùy loác cuûa doøng khí naïp, ngöôøi ta thöôøng thieát keá ñöôøng naïp coù ñoä nghieâng vaø thaét daàn laïi veà phía supap naïp hoaëc ñoâi khi duøng loaïi supap naïp coù baûn daãn höôùng doøng khí cuõng nhö lôïi duïng dieän tích cheøn khí giöõa ñænh piston vaø naép xylanh. Caùc loaïi xylanh coù buoàng chaùy phuï (buoàng chaùy döï bò, buoàng chaùy xoaùy loác vaø buoàng chaùy khoâng khí) boá trí treân naép xylanh thöôøng ñöôïc duøng trong ñoäng cô Diesel oâtoâ maùy keùo; ñoâi khi ñoäng cô ñaàu maùy Diesel cuõng duøng nhöng haàu nhö khoâng ñöôïc duøng trong ñoäng cô tónh taïi vaø taøu thuûy côõ lôùn. Keát caáu naép xylanh coù buoàng chaùy phuï raát phöùc taïp, giaù thaønh cheá taïo cao. Buoàng chaùy xoaùy loác vaø buoàng chaùy döï bò thöôøng cheá taïo theo kieåu toå hôïp: nöûa treân cuûa buoàng chaùy xoaùy loác ñuùc lieàn vôùi naép xylanh; nöûa döôùi cuûa buoàng chaùy coù hoïng laøm baèng theùp chòu nhieät hoaëc gang chòu nhieät roài eùp vaøo naép xylanh, phaàn hoïng cuûa buoàng chaùy thoâng höôùng vôùi taâm xylanh. Buoàng chaùy döï bò cuõng ñöôïc gia coâng thaønh hình daïng nhaát ñònh roài eùp vaøo loã treân naép xylanh. Boá trí voøi phun vaø buoàng chaùy cuõng caàn phoái hôïp vôùi vieäc boá trí supap. Neáu duøng nhieàu supap (trong ñoäng cô tónh taïi vaø taøu thuûy côõ lôùn moãi xylanh thöôøng duøng 3÷4 supap), voøi phun thöôøng ñöôïc boá trí ôû chính giöõa. Trong ñoäng cô duøng hai supap, hoïng thoâng cuûa buoàng chaùy phuï thöôøng ñaët leäch moät beân ñeå coù theå coù ñöôïc tieát dieän löu thoâng lôùn nhaát. Do naép xylanh cuûa ñoäng cô Diesel raát deã bò raïn nöùt ôû vuøng giöõa ñeá supap thaûi – ñeá supap naïp – mieäng buoàng chaùy neân phaûi chuù yù laøm maùt thaät toát. Naép xylanh cuûa ñoäng cô Diesel cuûa ñoäng cô oâtoâ maùy keùo loaïi buoàng chaùy treân ñænh piston (hình 3.12). Loaïi naép xylanh naøy boá trí supap naïp vaø supap thaûi veà hai phía khaùc nhau; voøi phun boá trí nghieâng so vôùi moät goùc so vôùi ñöôøng taâm xylanh. Voøi phun ñöôïc laép trong moät oáng baèng ñoàng, oáng loùt naøy laép sít treân naép xylanh. Do loã laép oáng loùt voøi phun treân naép xylanh laøm taùch laøm hai ñoaïn neân phaàn oáng gaàn ñaàu voøi phun ñöôïc nöôùc tröïc tieáp laøm maùt. Ngoaøi ra, ñeå taêng cöôøng ñoä laøm maùt voøi 38
10. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong phun vaø phaàn ñeá supap, ngöôøi ta coøn thieát keá hai ñöôøng daãn nöôùc ñi qua hai oáng phun ñuùc lieàn vôùi maët oáng cuûa naép xylanh. Hình 3.12. Naép xylanh cuûa ñoäng cô Diesel loaïi buoàng chaùy treân ñænh piston. Naép xylanh ñöôïc coá ñònh treân thaân maùy baèng 6 gujoâng boá trí quanh xylanh. Caùc loã daãn nöôùc laøm maùt ñeàu boá trí treân maët noùng chung quanh xylanh vaø gaàn caùc gujoâng. Treân naép xylanh coøn boá trí ñöôøng daãn daàu boâi trôn cô caáu phaân phoái khí. Ñöôøng daàu naøy ñöôïc khoan ôû phaàn treân doïc theo chieàu daøi cuûa naép. Treân (hình 3.13) giôùi thieäu naép xylanh cuûa ñoäng cô Diesel coù buoàng chaùy tröïc tieáp (thoáng nhaát) kieåu caïn, loaïi naép naøy ñöôïc ñuùc  baèng gang. Voøi phun boá trí chính giöõa naép xylanh, chung quanh coù boán supap: hai supap thaûi vaø hai supap naïp (supap naïp hôi lôùn hôn supap thaûi). Khi ôû ñieåm cheát treân, phaàn ñænh cuûa piston chui vaøo phaàn loõm hình truï treân naép xylanh, cuøng vôùi maët noùng cuûa naép xylanh laøm thaønh buoàng chaùy. Hình 3.13. Naép xylanh cuûa ñoäng cô Diesel coù buoàng chaùy tröïc tieáp kieåu .  39
11. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong Naép xylanh cuûa ñoäng cô Diesel coù buoàng chaùy xoaùy loác hình caàu, buoàng chaùy phaân thaønh hai nöõa (hình 3.14). Nöûa treân ñuùc lieàn vôùi naép xylanh, nöûa döôùi laøm rieâng baèng theùp chòu nhieät hoaëc gang chòu nhieät roài laép vaøo naép xylanh. Ñeå ñaûm baûo nhieät ñoä thích hôïp cuûa buoàng chaùy, phaàn thaân cuûa nöûa döôùi buoàng chaùy laép coù khe hôû vôùi naép xylanh. Nöûa döôùi cuûa buoàng chaùy coù hoïng thoâng vôùi khoaûng khoâng gian beân treân ñænh piston. Tieát dieän cuûa hoïng coù raát nhieàu daïng: oâvan, baùn nguyeät, troøn hoaëc daïng phöùc taïp. Nöûa döôùi cuûa buoàng chaùy ñöôïc ñònh vì baèng moät choát ñoùng treân naép xylanh hoaëc baèng vít. Caùc supap ñeàu boá trí gaàn saùt vôùi ñöôøng taâm xylanh. Supap naïp lôùn hôn supap thaûi vaø ñeàu boá trí theo phöông thaúng ñöùng. Voøi phun laép vaøo nöûa phaàn treân cuûa buoàng chaùy xoaùy loác vaø nghieâng ñi moät goùc nhaát ñònh. Caùc ñöôøng thaûi naïp ñeàu naèm cuøng moät phía vaø hai xylanh keà nhau ñeàu chung ñöôøng Hình 3.14. Naép xylanh cuûa ñoäng cô Diesel coù thaûi, naïp. buoàng chaùy xoaùy loác hình caàu. Nöôùc laøm maùt töø thaân maùy ñi leân naép xylanh baèng 5 loã: 2 loã nhoû ôû hai beân buoàng chaùy xoaùy loác, 2 loã lôùn ôû hai beân supap vaø 1 loã ôû giöõa caùc hai ñöôøng thaûi naïp ñöa nöôùc laøm maùt vaøo thaúng vuøng coù nhieät ñoä cao nhaát cuûa vuøng giöõa hai ñeá supap vaø hoïng cuûa buoàng chaùy xoaùy loác (xem muõi teân treân hình 3.14). Sau khi laøm maùt naép xylanh, nöôùc laøm maùt theo ñöôøng oáng laép ôû phía ñaàu ñi ra khoûi naép xylanh roài vaøo keùt nöôùc. Naép xylanh laép chaët vôùi thaân maùy baèng gujoâng (phaàn naép xylanh giôùi thieäu treân hình veõ coù 8 loã gujoâng chung quanh xylanh). Hình 3.15 giôùi thieäu loaïi naép xylanh cuûa ñoäng cô Diesel coù buoàng chaùy döï bò. Naép xylanh ñuùc baèng gang hôïp kim, keát caáu theo kieåu naép chung cho 2 xylanh. Maët treân vaø maët döôùi naép ñeàu phaúng. Buoàng chaùy döï bò ñöôïc cheá taïo rieâng vaø laép Hình 3.15. Naép xylanh cuûa ñoäng cô Diesel coù buoàng chaùy döï bò. 40
12. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong vaøo trong naép xylanh vôùi ñoä nghieâng 15o nghieâng veà phía ñuõa ñaåy supap. Buoàng chaùy döï bò baèng theùp hai nöûa haøn chaép laïi vôùi nhau. Nöûa döôùi cuûa buoàng chaùy coù ren ñeå vaën vaøo naép xylanh. Ñeå nöôùc laøm maùt trong naép xylanh khoâng roø ra ngoaøi, treân maët phaúng laép gheùp cuûa nöûa döôùi cuûa buoàng chaùy coù ñeäm ñoàng vaø nöûa treân buoàng chaùy döï bò coù gioaêng cao su. Voøi phun laép luùn saâu vaøo nöûa treân cuûa buoàng chaùy. Theå tích cuûa buoàng chaùy döï bò baèng 24,6% theå tích cuûa buoàng chaùy. Ñöôøng kính cuûa hoïng thoâng töø buoàng chaùy phuï sang buoàng chaùy chính baèng 6,5mm. Nöôùc laøm maùt ñi qua 4 loã treân thaân maùy vaøo naép xylanh: hai loã boá trí veà phía buoàng chaùy döï bò vaø hai loã boá trí veà phía cô caáu daãn ñoäng supap. Ñeå ñaûm baûo ñöa nöôùc laøm maùt tôùi caùc vuøng noùng nhaát trong naép xylanh (nhö vuøng buoàng chaùy phuï thuoäc vaø vuøng ñeá supap thaûi ) trong caùc loã daãn nöôùc vaø naép xylanh ñeàu laép caùc oáng phun nöôùc ñeå phun caùc doøng nöôùc veà phía caùc vuøng naøy. I.3.3. Caùc daïng buoàng ñoát ñoäng cô xaêng vaø ñoäng cô Diesel a) Buoàng ñoát ñoäng cô xaêng  Buoàng ñoát kieåu hình baùn caàu (hình 3.16) Loaïi naøy coù ñaëc ñieåm laø dieän tích beà maët buoàng ñoát nhoû goïn. Trong buoàng ñoát boá trí moät supap naïp vaø moät supap thaûi, hai supap naøy boá trí veà 2 phía khaùc nhau. Truïc cam boá trí ôû giöõa naép maùy vaø duøng coø moå ñeå ñieàu khieån söï ñoùng môû cuûa supap. Söï boá trí naøy raát thuaän lôïi cho vieäc naïp hoãn hôïp khí vaø thaûi khí chaùy ra ngoaøi. Hình 3.16. Buoàng ñoát hình baùn caàu. Hình 3.17. Buoàng ñoát hình neâm.  Buoàng ñoát kieåu hình neâm (hình 3.17) Loaïi naøy cuõng coù ñaëc ñieåm laø dieän tích beà maët tieáp xuùc nhieät nhoû. Buoàng ñoát moãi xylanh ñöôïc boá trí moät supap naïp vaø moät supap thaûi, 2 supap naøy ñöôïc boá trí cuøng moät phía. Ñoái vôùi loaïi naøy truïc cam ñöôïc boá trí ôû thaân maùy hoaëc naép maùy, ñieàu khieån söï ñoùng môû caùc supap qua trung gian cuûa coø moå.  Buoàng ñoát kieåu Bathtub (hình 3.18) Kieåu naøy moãi buoàng ñoát boá trí moät supap naïp vaø moät supap thaûi, 2 supap boá trí leäch cuøng moät phía vaø caùc supap ñaët thaúng ñöùng. Kieåu naøy coù khuyeát ñieåm laø ñöôøng kính ñaàu supap bò haïn cheá neân vieäc naïp vaø thaûi keùm. 41
13. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong Hình 3.18. Buoàng ñoát kieåu BATHTUB. Hình 3.19. Buoàng ñoát kieåu PENTROOF.  Buoàng ñoát kieåu PENTROOF (hình 3.19) Ngaøy nay, loaïi buoàng ñoát naøy ñöôïc söû duïng khaù phoå bieán, moãi xylanh ñoäng cô thöôøng ñöôïc boá trí hai supap naïp vaø hai supap thaûi. Bougie ñöôïc ñaët thaúng ñöùng ôû giöõa buoàng ñoát giuùp cho quaù trình chaùy xaûy ra toát hôn. Hai truïc cam ñöôïc boá trí treân naép maùy, moät truïc ñieàu khieån caùc supap naïp vaø moät truïc coøn laïi ñieàu khieån caùc supap thaûi. b) Buoàng ñoát ñoäng cô Diesel  Buoàng ñoát thoáng nhaát (tröïc tieáp) Nhieân lieäu ñöôïc phun tröïc tieáp vaøo phaàn loõm cuûa ñænh piston. Do khoâng khí di chuyeån chaäm trong buoàng ñoát, neân loaïi naøy coù moät cöûa huùt daïng xoaén oác ñeå taïo xoaùy loác khí naïp voøng theo chu vi trong haønh trình huùt, vaø 1 vuøng neùn theo phöông thaúng ñöùng ôû phaàn loõm ñaëc bieät treân ñænh piston Voøi phun Vuøng xoaùy khí naïp Gioaêng Vuøng xoaùy Supap naïp Xoaùy loùc nheï Piston Phaàn loõm hình Xoaùy loùc chính  Hình 3.20. Buoàng ñoát thoáng nhaát. 42
14. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong trong haønh trình neùn ñeå khoâng khí vaø nhieân lieäu hoøa troän toát vaø chaùy hoaøn haûo trong thôøi gian ngaén. Buoàng ñoát phun tröïc tieáp söû duïng voøi phun coù nhieàu loã phun vôùi aùp suaát cao 150 300 kG/cm2 vaøo  moïi vò trí trong buoàng ñoát ñeå hoùa söông toát vaø ñaûm baûo chaùy hoaøn toaøn (hình 3.20). Öu ñieåm - Hieäu suaát nhieät cao, tieâu hao nhieân lieäu thaáp hôn khoaûng 10% so vôùi phun giaùn tieáp. - Nhieät ñoä khí xaû thaáp. - Deã khôûi ñoäng, khoâng caàn xoâng noùng maùy tröôùc khi khôûi ñoäng ôû nhieät ñoä bình thöôøng. - Hieäu suaát nhieät raát cao vaø toån thaát nhieät raát thaáp neân keùt nöôùc vaø quaït gioù coù theå laøm nhoû veà kích thöôùc vaø theå tích. - Ít chi tieát hôn vaø caáu taïo ñôn giaûn hôn so vôùi caùc loaïi khaùc. Nhöôïc ñieåm - AÙp suaát chaùy cao, taêng aùp suaát ñoät ngoät vaø tieáng oàn lôùn. - Vieäc ñoát chaùy phuï thuoäc vaøo chaát löôïng cuûa voøi phun. - Phaïm vi söû duïng nhieân lieäu heïp vì loaïi phun tröïc tieáp raát keùn nhieân lieäu.  Buoàng ñoát tröôùc Buoàng ñoát phuï cuûa loaïi naøy coù theå tích baèng 30% ÷ 45% toång theå tích buoàng ñoát, vaø loã thoâng buoàng ñoát chính vaø buoàng ñoát phuï coù dieän tích baèng 0,3% ÷ 0,6% dieän tích ñænh piston. Loã thoâng 2 buoàng ñoát ñöôïc ñieàu tieát ñeå duøng nhö laø 1 loã phun hoãn hôïp khí. Buoàng ñoát tröôùc khoâng coù ñuû khoâng khí ñeå coù theå ñoát chaùy toaøn boä nhieân lieäu. Do ñoù, khi nhieân lieäu ñöôïc phun vaøo buoàng ñoát tröôùc, moät phaàn caùc haït nhieân lieäu seõ chaùy vaø quaù trình naøy seõ laøm taêng aùp suaát noäi taïi trong buoàng ñoát tröôùc. Moät löôïng lôùn khí ñaõ chaùy dôû dang vaø nhöõng haït nhieân lieäu chöa ñöôïc chaùy coøn laïi trong buoàng ñoát tröôùc seõ ñöôïc phun vaøo buoàng ñoát chính ôû daïng xoaùy loác maõnh lieät, hoaø troän kyõ vôùi khí naïp vaø chaùy tieáp. Hình 3.21. Buoàng ñoát tröôùc. Öu ñieåm - Loaïi naøy coù hieäu quaû söû duïng tyû leä khí naïp cao, coù theå chaùy hoaøn toaøn nhieân lieäu maø khoâng ra khoùi ñen. - Hoaït ñoäng eâm vì ôû buoàng ñoát chính aùp suaát thaáp vaø khoâng taêng ñoät ngoät maëc duø ôû buoàng ñoát tröôùc coù aùp suaát chaùy cao. - Söï chaùy haàu nhö ñoäc laäp vôùi vieäc phun nhieân lieäu, vaø ñoäng cô naøy thöôøng duøng voøi phun loaïi ñoùt kín, neân ít bò söï coá hôn caùc loaïi voøi phun khaùc. Vì vaäy, hoaït ñoäng oån ñònh ñöôïc duy trì trong moät chu kyø daøi vaø phaïm vi söû duïng nhieân lieäu ñaït hieäu quaû roäng hôn. 43
15. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong Nhöôïc ñieåm - Hieäu quaû nhieät thaáp maëc duø chaùy hoaøn toaøn bôûi vì phaàn chaùy chính haàu heát xaûy ra khi piston ñaõ qua ñieåm cheát treân. Toån thaát qua loã thoâng buoàng ñoát vaø toån thaát laøm maùt taêng do dieän tích buoàng ñoát lôùn, do ñoù möùc tieâu hao nhieân lieäu seõ taêng. - Nhieät ñoä khí xaû cao. - Khoù khôûi ñoäng khi ñoäng cô nguoäi neáu khoâng xoâng maùy. - Cheá taïo maët naép xylanh phöùc taïp. Loã thoâng buoàng ñoát chòu nhieät ñoä cao vaø deã bò söï coá do nhieät khi ñoäng cô taïo coâng suaát cao.  Buoàng ñoát xoaùy loác Buoàng ñoát xoaùy loác coù buoàng ñoát phuï lôùn vaø loã thoâng buoàng ñoát lôùn hôn loaïi buoàng ñoát tröôùc. Noù taïo ra doøng khí xoaùy maïnh ôû buoàng xoaùy loác trong haønh trình neùn, vaø 1 löôïng lôùn nhieân lieäu ñöôïc phun vaøo doøng khí ñeå boác chaùy. Buoàng ñoát xoaùy loác chieám khoaûng 60% ÷ 75% toång theå tích vaø tieát dieän loã thoâng chieám 1% ÷ 3,5% dieän tích ñænh piston. Loã thoâng coù vò trí vaø höôùng cuûa noù sao cho taïo xoaùy loác maõnh lieät. Aùp suaát taêng leân trong buoàng ñoát chính khi piston ñeán gaàn ñieåm cheát treân seõ lôùn hôn so vôùi loaïi buoàng ñoát tröôùc bôûi vì tyû leä chaùy hoãn hôïp khí khi ôû buoàng ñoát xoaùy loác cao hôn. Ñaëc ñieåm - Hieäu quaû cuûa quaù trình chaùy cao khi ñoäng cô laøm vieäc ôû toác ñoä cao, do ñoù taïo ra coâng suaát lôùn vaø möùc tieâu hao nhieân lieäu thaáp. - Toån thaát nhieät töø buoàng ñoát xoaùy loác Hình 3.22. Buoàng ñoát xoaùy loác. khaù lôùn ñeán möùc raát khoù khôûi ñoäng khi ñoäng cô nguoäi neáu khoâng coù heä thoáng xoâng maùy. I.4. Gioaêng naép maùy, carte vaø gujoâng I.4.1. Gioaêng naép maùy Gioaêng naép maùy (gioaêng naép xylanh) ñöôïc ñaët naèm giöõa khoái xylanh vaø naép xylanh, duøng ñeå bao kín, traùnh loït khí vaø roø nöôùc laøm maùt ôû maët laép gheùp naép xylanh vôùi thaân maùy. Gioaêng naép xylanh phaûi coù ñoä ñaøn hoài toát ñeå coù theå laøm kín caùc choã khoâng phaúng treân maët laép gheùp cuûa thaân maùy vaø naép xylanh (do gia coâng hoaëc do bieán daïng trong quaù trình thaùo laép) Keát caáu vaø kieåu gioaêng bao kín phuï thuoäc vaøo loaïi ñoäng cô. Ñoäng cô xaêng thöôøng duøng caùc loaïi gioaêng naép xylanh baèng amiaêng boïc ñoàng hoaëc baèng amiaêng vieàn meùp baèng theùp. Ñoäng cô Diesel duøng caùc loaïi gioaêng naép xylanh baèng ñoàng, baèng theùp laù, nhoâm hôïp kim hoaëc baèng amiaêng nhö cuûa ñoäng cô xaêng. Caáu taïo cuûa gioaêng thöôøng ñöôïc laøm nhö (hình 3.23) vaø gioaêng cho ñoäng cô Diesel thöôøng duøng loaïi theùp keát hôïp chaát chòu nhieät. 44
16. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong A – A 1 – Lôùp cô baûn, 2 – Lôùp phía treân, 3 – Lôùp trong. 4 – Lôùp trong, 5 – Lôùp ñeäm döôùi. Hình 3.23. Hình daïng vaø caáu taïo gioaêng naép maùy. Hieän nay ngöôøi ta thöôøng duøng caùc loaïi gioaêng naép xylanh sau: Teân Caáu taïo Vaät lieäu Ñaëc ñieåm - Theùp taám. Kim loaïi - Ñoàng taám. - Chòu nhieät toát. - Nhoâm taám. - Gioaêng laminate boå sung cho tính - Theùp taám. Laminate naêng cuûa loaïi gioaêng kim loaïi. - Voøng daây. - Chaát löôïng laép gheùp ban ñaàu toát - Theùp taám. - Chaát chòu nhieät ñöôïc keïp giöõa lôùp saét vaø lôùp ñoàng. Sandwich - Ñoàng taám. - Ñoä oån ñònh lôùn, duøng cho ñoäng cô - Chaát chòu nhieät. côõ lôùn. Theùp - - Theùp taám. - Chaát löôïng laép gheùp ban ñaàu toát, Chaát chòu - Chaát chòu nhieät. thöôøng duøng cho ñoäng cô xaêng. nhieät - Voøng daây. - Sôïi, theùp. - Voøng daây ñöôïc eùp vôùi hoãn hôïp Sôïi deät - Chaát chòu nhieät. chaát chòu nhieät vaø cao su. - Voøng daây. - Chaát löôïng laép gheùp ban ñaàu toát. I.4.2. Caùc-te Caùc-te ñöôïc keát noái vôùi nöûa döôùi cuûa hoäp truïc khuyûu qua trung gian cuûa gioaêng laøm kín. Caùc- te duøng ñeå chöùa daàu laøm maùt vaø boâi trôn khi ñoäng cô laøm vieäc, ngoaøi ra noù coøn coù taùc duïng che kín caùc chi tieát beân trong hoäp truïc khuyûu. Caùc-te cuûa ñoäng cô oâ toâ thöôøng laøm baèng theùp caùn, moät soá khaùc coøn duøng hôïp kim gang hoaëc hôïp kim nhoâm. Beân döôùi coù boá trí nuùt xaû nhôùt, beân trong coù boá trí moät vaùch ngaên vaø beân döôùi vaùch 45
17. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong ngaên boá trí löôùi loïc cuûa heä thoáng laøm trôn. Vaùch ngaên duøng ñeå giaûm dao ñoäng cuûa nhôùt khi xe chuyeån ñoäng, ñoàng thôøi baûo ñaûm ñöôïc nhôùt luoân luoân ngaäp loïc thoâ khi xe chuyeån ñoäng ôû maët ñöôøng nghieâng, khi phanh xe hoaëc taêng toác. Taám ngaên daàu Caùc-te daàu soá 1 Caùc-te daàu soá 2 Hình 3.24. Caùc-te chöùa daàu boâi trôn ñoäng cô. I.4.3. Gujoâng Gujoâng laø chi tieát maùy duøng ñeå lieân keát naép xylanh, thaân maùy vôùi ñeá maùy. Caùc gujoâng naøy coù chieàu daøi khaù lôùn, khi laøm vieäc chuùng cuõng chòu löïc keùo do aùp suaát khí theå trong xylanh. Gujoâng lieân keát naép xylanh, thaân maùy vôùi ñeá maùy ñöôïc theå hieän treân (hình 3.25) Gujoâng lieân keát Hình 3.25. Gujoâng lieân keát naép xylanh, thaân maùy vôùi ñeá maùy. 46
18. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong II. NHÖÕNG CHI TIEÁT DI ÑOÄNG CUÛA ÑOÄNG CÔ ÑOÁT TRONG II.1. Nhoùm Piston Nhoùm piston bao goàm: piston, choát piston, xeùcmaêng khí, xeùcmaêng daàu vaø caùc chi tieát haõm choát piston. Trong quaù trình laøm vieäc nhoùm piston coù caùc nhieäm vuï chính sau: - Bao kín buoàng chaùy, khoâng cho khí chaùy trong buoàng chaùy loït xuoáng carte vaø ngaên khoâng cho daàu boâi trôn töø carte leân buoàng chaùy. - Tieáp nhaän löïc khí theå vaø bieán chuyeån ñoäng tònh tieán cuûa piston thaønh chuyeån ñoäng quay cuûa truïc khuyûu; neùn khí trong quaù trình neùn, thaûi saûn vaät chaùy ra khoûi xylanh trong quaù trình thaûi vaø naïp moái chaát môùi vaøo xylanh trong quaù trình naïp. - Trong ñoäng cô 2 kyø nhoùm piston coøn ñoùng vai troø nhö moät van tröôït laøm nhieäm vuï phoái khí (ñoùng môû cöûa queùt vaø Hình 3.26. Nhoùm piston cuûa ñoäng cô. cöûa thaûi). II.1.1. Piston a) Nhieäm vuï Trong quaù trình laøm vieäc, piston tieáp nhaän löïc khí theå truyeàn qua thanh truyeàn ñeå laøm quay truïc khuyûu vaø nhaän löïc quaùn tính töø truïc khuyûu giuùp cho ñoäng cô laøm vieäc ñöôïc lieân tuïc. b) Ñieàu kieän laøm vieäc Piston laø moät chi tieát raát quan troïng cuûa ñoäng cô ñoát trong. Trong quaù trình ñoäng cô laøm vieäc piston chòu löïc lôùn, nhieät ñoä cao, ma saùt vaø aên moøn raát lôùn. Caùc taûi troïng taùc duïng leân piston goàm coù: Taûi troïng cô hoïc - Chòu taùc duïng cuûa aùp löïc khí theå raát lôùn cuûa quaù trình chaùy – giaõn nôû. - Löïc quaùn tính taùc duïng leân piston raát lôùn, nhaát laø vôùi ñoäng cô toác ñoä cao. Caùc taûi troïng cô hoïc taùc duïng leân piston gaây neân öùng suaát vaø bieán daïng lôùn, neáu vöôït quaù giôùi haïn cho pheùp seõ laøm hoûng piston. Taûi troïng nhieät Trong quaù trình chaùy piston tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi khí chaùy coù nhieät ñoä cao (2300 ÷ 28000K) neân nhieät ñoä cuûa piston nhaát laø phaàn ñænh cuõng raát cao (khoaûng 500 ÷ 8000K). Nhieät ñoä cao gaây ra caùc taùc haïi sau: - ÖÙng suaát nhieät lôùn, coù theå laøm raïn nöùt piston. - Gaây bieán daïng piston, taêng ma saùt hoaëc coù theå laøm boù keït piston trong xylanh. - Laøm giaûm söùc beàn piston. - Laøm giaûm chaát löôïng cuûa daàu boâi trôn. 47
19. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong - Deã gaây ra hieïân töôïng chaùy kích noå treân ñoäng cô xaêng. - Laøm giaûm heä soá naïp vaø aûnh höôûng ñeán coâng suaát ñoäng cô. Ma saùt vaø aên moøn hoaù hoïc Trong quaù trình laøm vieäc, do ñieàu kieän boâi trôn giöõa piston vaø xylanh khoâng ñaày ñuû neân piston chòu ma saùt raát lôùn. Hôn nöõa do löïc quaùn tính, nhieät ñoä vaø löïc ngang N laøm cho piston bieán daïng neân ma saùt caøng taêng. Piston tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi saûn vaät chaùy neân coøn bò saûn vaät chaùy aên moøn (axít sunfuarít). c) Vaät lieäu cheá taïo Do ñieàu kieän laøm vieäc nhö treân neân khi cheá taïo piston, vaät lieäu phaûi baûo ñaûm caùc yeâu caàu sau: - Ñuû söùc beàn khi piston laøm vieäc ôû nhieät ñoä cao vaø taûi troïng thay ñoåi. - Troïng löôïng rieâng nhoû. - Heä soá giaõn nôû vì nhieät nhoû vaø heä soá daãn nhieät lôùn. - Chòu moøn toát trong ñieàu kieän boâi trôn keùm vaø nhieät ñoä cao. - Choáng ñöôïc aên moøn hoaù hoïc cuûa khí chaùy. Ngaøy nay, vaät lieäu ñeå cheá taïo piston thöôøng duøng gang hôïp kim (cheá taïo piston cuûa ñoäng cô coù toác ñoä thaáp) vaø hôïp kim nheï (duøng trong ñoäng cô coù toác ñoä cao) ñeå giaûm löïc quaùn tính. d) Keát caáu cuûa piston ñoäng cô xaêng – ñoäng cô Diesel 1 Piston goàm 3 phaàn chính: Ñænh piston: laø phaàn treân cuøng cuûa piston, cuøng vôùi xylanh 4 vaø naép xylanh taïo thaønh khoâng gian buoàng chaùy. 2 Ñænh piston coù raát nhieàu daïng, ñöôïc giôùi thieäu treân (hình 3.28). 1) Ñænh baèng: (hình 2.28a) laø loaïi phoå bieán nhaát. Noù coù dieän 6 tích chòu nhieät beù, keát caáu ñôn giaûn deã cheá taïo. Vì vaäy noù ñöôïc duøng trong ñoäng cô xaêng vaø ñoäng cô Diesel coù buoàng 3 chaùy döï bò vaø xoaùy loác. 5 2) Ñænh loài: (hình 2.28b, e) coù ñoä cöùng vöõng cao. Loaïi naøy coù theå khoâng caàn boá trí caùc ñöôøng gaân döôùi ñænh neân troïng 7 löôïng piston coù theå giaûm. Ñænh loài ít keát muoäi than nhöng do beà maët chòu nhieät lôùn neân aûnh höôûng xaáu ñeán quaù trình laøm Hình 3.27. Keát caáu piston. vieäc cuûa piston. Keát caáu ñænh loài thöôøng ñöôïc söû duïng trong 1 – Ñænh piston. caùc ñoäng cô xaêng coù buoàng chaùy choûm caàu duøng supap treo vaø trong caùc ñoäng cô xaêng hai kyø côõ nhoû. 2 – Ñaàu piston. 3 – Thaân piston. 3) Ñænh loõm: (hình 2.28c) Thöôøng duøng trong moät soá ñoäng cô xaêng (buoàng chaùy choûm caàu) vaø ñoäng cô Diesel (buoàng chaùy 4 – Raõnh laép xeùcmaêng khí. döï bò xoaùy loác). Phaàn loõm coù theå laø toaøn ñænh hoaëc chæ laø moät 5 – Raõnh laép xeùcmaêng daàu. phaàn. Choûm caàu loõm coù theå ñoàng taâm, cuõng coù theå leäch taâm. 6 – Beä choát piston. Loaïi ñænh loõm coù phaàn dieän tích chòu nhieät lôùn hôn 7 – Chaân piston. 48
20. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong loaïi ñænh baèng nhöng coù öu ñieåm laø taïo ra xoaùy loác nheï trong quaù trình neùn vaø trong quaù trình chaùy. 4) Ñænh loài: (hình 2.28d) chæ duøng cho ñoäng cô xaêng hai kì côõ nhoû, phoái khí baèng heä thoáng cöûa queùt vaø cöûa thaûi. Phaàn loài leân laép saùt veà beân phía cöûa queùt ñeå daãn höôùng doøng khí ñi vaøo xylanh. 5) Ñænh loõm: (hình 2.28g, h, i, j, k, l) thöôøng döôïc söû duïng treân caùc ñoäng cô Diesel boán kyø vaø hai kyø coù buoàng chaùy thoáng nhaát (buoàng chaùy treân ñænh piston). Tuyø theo daïng loõm maø caùc loaïi buoàng chaùy naøy coù caùc teân goïi khaùc nhau: buoàng chaùy hình caàu, hình oâmeâga, hình denta Caùc loaïi buoàng chaùy naøy taïo ra xoaùy loác raát maïnh trong quaù trình neùn ñeå hình thaønh hoãn hôïp khí ñöôïc toát nhaát. b) c) a) d) h) e) f) g) i) j) k) l) Hình 3.28. Caùc daïng ñænh piston cuûa ñoäng cô Diesel vaø ñoäng cô xaêng. Ñaàu piston: bao goàm ñænh piston, vuøng ñai laép caùc xeùcmaêng daàu vaø xeùcmaêng khí laøm nhieäm vuï bao kín. Trong quaù trình ñoäng cô laøm vieäc, ñaàu piston truyeàn phaàn lôùn nhieät löôïng (khoaûng 70 ÷ 80%) do khí chaùy truyeàn qua phaàn ñai xeùcmaêng – xeùcmaêng – xylanh roài ñeán moâi chaát laøm maùt ñeå laøm maùt ñoäng cô. Khi thieát keá phaàn ñaàu piston caàn chuù yù giaûi quyeát ba vaán ñeà sau: 1) Vaán ñeà taûn nhieät Thieát keá ñænh piston moûng nhöng coù gaân taûn nhieät ôû phía döôùi ñænh piston ñeå taêng dieän tích tieáp xuùc (hình 3.29). Duøng raõnh chaén nhieät treân (hình 3.30a) hoaëc boá trí xeùcmaêng khí thöù nhaát caøng gaàn khu vöïc nöôùc laøm maùt caøng toát (hình 3.30b). Hình 3.29. Caùc kieåu boá trí gaân taûn nhieät döôùi ñænh piston. 49
21. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong Duøng hôïp kim nhoâm coù heä soá daãn nhieät lôùn ñeå giaûm nhieät ñoä cuûa piston hoaëc boá trí caùc ñöôøng daàu boâi trôn töø phía döôùi ñænh ñeå laøm maùt ñænh piston. a) b) Hình 3.30. Piston duøng raõnh chaén nhieät vaø vò trí xeùcmaêng khí thöù nhaát. 2) Vaán ñeà bao kín Bieän phaùp bao kín duy nhaát laø duøng xeùcmaêng vaø soá xeùcmaêng caøng nhieàu thì bao kín caøng toát. Nhöng xeùcmaêng caøng nhieàu thì raõnh xeùcmaêng cuõng phaûi nhieàu, ñieàu naøy laøm cho ñaàu piston caøng daøi vaø naëng hôn nöõa coøn laøm taêng ma saùt. Vì vaäy khi choïn xeùcmaêng caàn chuù yù ñaày ñuû caùc maët. Thoâng thöôøng neáu aùp suaát khí theå caøng cao, toác ñoä ñoäng cô caøng thaáp, ñöôøng kính xylanh caøng lôùn thì phaûi choïn soá xeùcmaêng caøng nhieàu. - Ñoäng cô xaêng duøng töø 3 ÷ 4 xeùcmaêng khí, 1 ÷ 2 xeùcmaêng daàu. - Ñoäng cô Diesel cao toác duøng töø 3 ÷ 6 xeùcmaêng khí, 1 ÷ 3 xeùcmaêng daàu. - Ñoäng cô Diesel toác ñoä taáp duøng töø 5 ÷ 7 xeùcmaêng khí, 1 ÷ 4 xeùcmaêng daàu. Ngoaøi caùch duøng xeùcmaêng ñeå bao kín thì khe hôû giöõa phaàn ñaàu piston – xylanh vaø khe hôû giöõa xeùcmaêng – raõnh xeùcmaêng cuõng phaûi naèm trong giôùi haïn cho pheùp. 3) Vaán ñeà söùc beàn Ñoái vôùi piston laøm baèng hôïp kim nheï, ñeå ñaûm baûo ñoä cöùng vöõng vaø söùc beàn cuûa ñænh vaø ñaàu piston, ngoaøi vieäc laøm gaân chòu löïc phía döôùi ñænh ngöôøi ta coøn thöôøng laøm caùc gaân doïc noái vôùi beä choát piston. Laøm nhö vaäy vöøa taêng ñoä cöùng vöõng cho phaàn ñaàu piston laïi vöøa taêng ñoä cöùng vöõng cho beä choát (hình 3.31). Hình 3.31. Caùc loaïi gaân chòu löïc laøm taêng söùc beàn cho piston. Thaân piston: laø phaàn phía döôùi raõnh xeùcmaêng daàu cuoái cuøng, taùc duïng cuûa phaàn thaân laø daãn höôùng cho piston chuyeån ñoäng trong xylanh vaø chòu löïc ngang N. Ñeå daãn höôùng toát, ít va ñaäp thì khe hôû giöõa phaàn thaân piston vaø xylanh caàn phaûi beù. Khi thieát keá phaàn thaân phaûi chu yù caùc vaán ñeà sau: 1) Chieàu daøi thaân piston Chieàu daøi thaân piston phuï thuoäc vaøo kieåu loaïi ñoäng cô. Caùc ñoäng cô Diesel coù löïc ngang lôùn neân phaàn thaân thöôøng laøm daøi hôn so vôùi phaàn thaân piston cuûa ñoäng cô xaêng. Tuy nhieân thaân piston 50
22. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong quaù daøi cuõng khoâng coù lôïi vì coù giaûm ñöôïc aùp suaát do löïc ngang N gaây neân ñeå taïo maøng boâi trôn nhöng piston quaù naëng gaây toån thaát do ma saùt cuõng lôùn. Ngöôïc laïi neáu ta choïn nhoû quaù thì aùp suaát neùn treân xylanh lôùn vaø taùc duïng daãn höôùng keùm. Ngoaøi ra ñoái vôùi ñoäng cô hai kyø, phaàn thaân piston phaûi ñuû daøi ñeå ñaûm baûo khi ñeán ñieåm cheát treân, noù vaãn ñoùng kín cöûa thaûi vaø cöûa queùt. D 2) Vò trí cuûa loã beä choát piston Trong quaù trình laøm vieäc piston chòu löïc ngang N. Neáu choát piston ñaët chính giöõa chieàu daøi cuûa thaân piston thì ôû traïng thaùi tónh aùp suaát phaân boá ñeàu nhöng khi piston chuyeån ñoäng, do löïc ma saùt taùc duïng laøm cho N piston coù xu höôùng xoay quanh choát neân aùp suaát cuûa Hth piston neùn treân xylanh seõ phaân boá khoâng ñeàu nöõa. Vì F hch vaäy ngöôøi ta thöôøng ñaët choát piston ôû vò trí cao hôn troïng taâm cuûa phaàn thaân ñeå aùp suaát do löïc ngang N gaây neân phaân boá ñeàu hôn. Hình 3.32. Vò trí loã beä choát piston. Thoâng thöôøng laáy. . H ch 0,6  0,74 H t c) Daïng cuûa thaân piston. Daïng cuûa phaàn thaân piston thöôøng khoâng phaûi hình truï, maø tieát dieän ngang thöôøng coù daïng ovan hoaëc vaùt ôû phía hai ñaàu beä choát piston. Sôû dó phaûi laøm nhö vaäy laø ñeå khi piston bò bieán daïng do löïc khí theå Pz, löïc ngang N vaø nhieät taùc duïng thì piston khoâng bò boù keït trong xylanh. Trong quaù trình laøm vieäc piston bò bieán daïng nhö (hình 3.33). T N Pz a) b) c) Hình 3.33. Traïng thaùi bieán daïng cuûa piston. a) Khi chòu taûi troïng nhieät ñoä T. b) Khi chòu aùp löïc khí theå Pz c) Khi chòu löïc ngang N. Khi piston chòu nhieät ñoä cao, do kim loaïi treân phaàn thaân phaân boá khoâng ñeàu (kim loaïi taäp trung nhieàu ôû hai heä choát) neân khi chòu nhieät thaân piston bò giaõn nôû theo phöông ñöôøng taâm choát (hình a). Khi piston chòu aùp löïc khí theå Pz, aùp suaát khí theå eùp ñænh loõm xuoáng laøm thaân cuõng bieán daïng theo chieàu ñöôøng taâm choát piston (hình b). Khi piston chòu löïc ngang N, löïc eùp thaân piston leân vaùch xylanh neân cuõng laøm cho thaân bieán daïng theo chieàu ñöôøng taâm choát piston (hình c). 51
23. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong e) Bieän phaùp giaûm maøi moøn vaø giaûm va ñaäp giöõa piston – xylanh Do trong quaù trình laøm vieäc piston chòu caùc taûi troïng nhö ñaõ phaân tích neân ñeå giaûm maøi moøn vaø va ñaäp ngöôøi ta duøng caùc bieän phaùp veà maët keát caáu nhö sau: - Laøm thaân piston daïng oâ van maø truïc ngaén cuûa noù truøng vôùi ñöôøng taâm choát piston. - Tieän vaùt bôùt moät phaàn kim loaïi cuûa phaàn thaân ôû hai ñaàu beä choát piston. - Giaûm ñoä cöùng vöõng cuûa thaân piston baèng caùch xeû caùc raõnh chöõ T hoaëc chöõ treân thaân. - Ñuùc gaén mieáng hôïp kim invar hoaëc theùp cacbon ñeå ñôõ beâï choát piston do heä soá giaõn nôû nhieät cuûa hôïp kim naøy raát nhoû. - Thieát keá khe hôû giöõa piston vaø xylanh naèm trong giôùi haïn cho pheùp. - Laøm beä choát piston coù daïng leäch taâm ñeå giaûm löïc ngang N töø ñoù laøm giaûm löïc va ñaäp. Nhoû hôn T r uïc daøi Truïc ngaén Lôùn hôn Hình 3.34. Thieát keá phaàn thaân piston coù daïng hình oâ van Trong quaù trình neùn, khi thanh truyeàn ñaåy piston ñi leân (giaû söû chieàu quay cuûa truïc khuyûu laø chieàu kim ñoàng hoà). Döôùi taùc duïng cuûa löïc ngang N seõ laøm cho piston tieáp xuùc vôùi xylanh ôû beân phaûi. ÔÛ kyø chaùy – giaõn nôû, döôùi taùc duïng cuûa aùp suaát chaùy, löïc ngang N sinh ra höôùng traùi laøm cho piston thay ñoåi chieàu ñoät ngoät, gaây va ñaäp piston vaøo vaùch xylanh gaây ra tieáng goõ. Ñöôøng taâm Ñöôøng taâm piston choát piston Hình 3.35. Hoaït ñoäng cuûa piston leäch taâm. 52
24. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong II.1.2. Choát piston a) Nhieäm vuï Choát piston duøng ñeå keát noái piston vôùi ñaàu nhoû thanh truyeàn, noù truyeàn chuyeån ñoäng töø piston ñeán thanh truyeàn laøm quay truïc khuyûu vaø ngöôïc laïi. b) Ñieàu kieän laøm vieäc Trong quaù trình laøm vieäc, choát piston chòu löïc khí theå vaø löïc quaùn tính raát lôùn. Caùc löïc naøy thay ñoåi coù tính chaát chu kyø vaø gaây va ñaäp maïnh. Ngoaøi ra choát piston coøn chòu nhieät ñoä cao (>100oC) trong ñieàu kieän boâi trôn keùm, ñieàu naøy laøm cho choát piston deã bò moøn. c) Vaät lieäu cheá taïo Do ñieàu kieän laøm vieäc nhö ñaõ phaân tích neân vaät lieäu cheá taïo choát piston phaûi coù ñuû ñoä beàn vaø ñoä cöùng vöõng. Trong quaù trình cheá taïo, choát piston phaûi nhieät luyeän theo coâng ngheä ñaëc bieät, ñaûm baûo beà maët laøm vieäc coù ñoä cöùng vöõng cao, choáng moøn toát vaø beân trong phaûi deûo ñeå choáng moûi toát. Khi laép gheùp choát vôùi ñaàu nhoû thanh truyeàn, khe hôû phaûi nhoû ñeå chòu ñöôïc löïc va ñaäp lôùn. Vaät lieäu hay duøng laø theùp cacbon hay theùp hôïp kim coù thaønh phaàn cacbon thaáp nhö theùp 20, 20X, 15XA, d) Keát caáu piston ñoäng cô xaêng – ñoäng cô Diesel Keát caáu cuûa choát piston ñeàu coù daïng hình truï roãng ñeå giaûm troïng löôïng, (hình 3.36). Hình a: Caû maët ngaøi vaø maët trong ñeàu coù daïng hình truï, loaïi naøy tuy coù öu ñieåm laø deã gia coâng nhöng söùc beàn treân choát piston phaân boá khoâng ñeàu. a) d) b) e) c) Hình 3.36. Caùc daïng keát caáu choát piston. Hình b, c, d, e: Tuy vieäc gia coâng raát phöùc taïp nhöng nheï hôn vaø coù söùc beàn ñoàng ñeàu hôn. Caùc loaïi choát naøy thöôøng duøng treân ñoäng cô cao toác. Laép gheùp choát piston thöôøng duøng ba kieåu sau: 1) Coá ñònh choát piston treân beä choát piston: Choát piston ñöôïc coá ñònh treân beä choát baèng moät hoaëc nhieàu buloâng (ngaøy nay khoâng duøng nöõa) (hình 3.37). Öu ñieåm: - Do khoâng coù söï chuyeån ñoäng töông ñoái vôùi beä choát neân beä choát coù theå laøm ngaén laïi vaø khoâng caàn toå chöùc boâi trôn cho beä choát. - Ñaàu nhoû thanh truyeàn ñöôïc laøm daøi hôn neân deã boâi trôn vaø giaûm aùp suaát tieáp xuùc. 53
25. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong Nhöôïc ñieåm: - Do beä choát laøm ngaén ñi, khoaûng caùch hai goái ñôõ taêng neân ñoä voõng cuûa choát cuõng lôùn. - Treân beä choát vaø choát phaûi gia coâng ren neân gaây öùng suaát taäp trung. - Tình traïng chòu löïc vaø maøi moøn cuûa choát khoâng ñeàu. - Laøm taêng khoái löôïng Hình 3.37. Laép coá ñònh choát piston treân beä choát. chuyeån ñoäng tònh tieán do duøng buloâng laép gheùp. 2) Coá ñònh choát piston treân ñaàu nhoû thanh truyeàn: Choát piston ñöôïc coá ñònh treân ñaàu nhoû thanh truyeàn baèng buloâng (chæ duøng cho piston hôïp kim gang) (hình 3.38). Hình 3.38. Laép coá ñònh choát piston treân ñaàu nhoû thanh truyeàn. Öu ñie åm: - Coù theå laøm giaûm chieàu daøi ñaàu nhoû thanh truyeàn vaø khoâng caàn boâi trôn cho ñaàu nhoû. - Taêng chieàu daøi choát neân laøm giaûm ñoä voõng cuûa choát. Nhöôïc ñieåm: - Vuøng chòu löïc khoâng ñeàu neân choát bò moøn khoâng ñeàu. - Beä choát piston thöôøng duøng baïc loùt. 3) Choát piston laép töï do: Choát pison khoâng coá ñònh treân ñaàu nhoû thanh truyeàn cuõng khoâng coá ñònh treân beä choát. Trong quaù trình laøm vieäc choát coù theå xoay töï do quanh ñöôøng taâm vaø di chuyeån doïc truïc. Haàu heát caùc ñoäng cô hieän nay ñeàu duøng phöông phaùp naøy vì coù raát nhieàu öu ñieåm: - Choát xoay töï do quanh taâm neân moøn ñeàu vaø maët chòu löïc thay ñoåi neân ít bò moûi. - Neáu vì lyù do naøo ñoù laøm keït choát vôùi ñaàu nhoû hay beä choát thì choát vaãn laøm vieäc nhö moät trong hai phöông phaùp treân. Hình 3.39. Choát piston laép töï do. 54
26. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong II.1.3. Xeùcmaêng a) Nhieäm vuï Xeùcmaêng coù nhieäm vuï bao kín khoâng gian buoàng chaùy trong xylanh vaø ngaên khoâng cho daàu boâi trôn ñi vaøo buoàng chaùy. Ñeå piston chuyeån ñoäng deã daøng trong xylanh thì giöõa piston vaø xylanh phaûi coù khe hôû nhaát ñònh ñoàng thôøi phaûi toå chöùc boâi trôn toát vaø coù ñoä kín khít cao. Do ñoù phaûi duøng xeùcmaêng khí vaø xeùcmaêng daàu, xeùcmaêng khí coù nhieäm vuï bao kín buoàng chaùy ngaên khoâng cho khí chaùy loït xuoáng carte coøn xeùcmaêng daàu coù nhieäm vuï ngaên daàu boâi trôn ñi ngöôïc leân buoàng chaùy. b) Ñieàu kieän laøm vieäc Xeùcmaêng laøm vieäc trong ñieàu kieän chòu nhieät ñoä cao, chòu va ñaäp maïnh, bò ma saùt lôùn vaø aên moøn hoaù hoïc cuûa khí chaùy. - Chòu nhieät ñoä cao: xeùcmaêng tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi khí chaùy vaø do piston truyeàn nhieät cho xylanh qua xeùcmaêng neân xeùcmaêng coù nhieät ñoä raát cao, nhaát laø xeùc-maêng ñaàu tieân (623 ÷ 6730oK). Nhieät ñoä cao laøm giaûm söùc beàn cô hoïc, ñoä ñaøn hoài cuûa xeùcmaêng. - Chòu löïc va ñaäp lôùn: xeùcmaêng laép trong raõnh bao giôø cuõng coù moät khe hôû nhaát ñònh do ñoù khi piston chuyeån ñoäng seõ sinh ra löïc va ñaäp lôùn giöõa xeùcmaêng vôùi raõnh xeùcmaêng vaø löïc naøy caøng lôùn treân caùc ñoäng cô cao toác. - Chòu maøi moøn: khi laøm vieäc xeùcmaêng coï saùt vaøo vaùch xylanh sinh ra ma saùt lôùn, coâng ma saùt cuûa xeùcmaêng khoaûng 50 60% toaøn boä coâng toån thaát cuûa ñoäng cô. Ñieàu naøy coù  ñöôïc do aùp suaát tieáp xuùc cuûa xeùcmaêng vôùi thaønh xylanh lôùn trong khi ñieàu kieän boâi trôn keùm neân ñoä maøi moøn taêng nhanh. Ngoaøi ra ngay caû khi ñoäng cô khoâng laøm vieäc xeùcmaêng cuõng chòu öùng suaát lôùn. c) Vaät lieäu cheá taïo Vaät lieäu cheá taïo xeùcmaêng phaûi baûo ñaûm caùc yeâu caàu sau ñaây: - Söùc beàn vaø ñoä ñaøn hoài toát trong ñieàu kieän laøm vieäc ôû nhieät ñoä cao. - Chòu moøn toát ôû ñieàu kieän ma saùt lôùn. - Coù khaû naêng kín khít cao vôùi heä soá ma saùt nhoû vôùi maët xylanh. Hieän nay vaät lieäu toát nhaát ñeå cheá taïo xeùcmaêng laø gang xaùm hôïp kim do kim loaïi naøy coù nhieàu öu ñieåm maø caùc vaät lieäu khaùc khoâng coù ñöôïc: - Neáu maët ma saùt bò caøo xöôùc thì trong quaù trình laøm vieäc veát xöôùc töï maát daàn vaø beà maët ñöôïc khoâi phuïc nhö ban ñaàu. - Do graphít trong hôïp kim gang coù khaû naêng boâi trôn ma saùt neân heä soá ma saùt nhoû. - Ít gaây ra öùng suaát taäp trung sinh ra ôû caùc cuøng veát xöôùc. d) Keát caáu xeùc-maêng ñoäng cô xaêng – ñoäng cô Diesel Keát caáu cuûa xeùc-maêng khí: xeùcmaêng coù caáu taïo ñôn giaûn laø moät voøng theùp hôû mieäng. Ñöôøng kính D cuûa xeùcmaêng laø ñöôøng kính ngoaøi cuûa xeùcmaêng khi laép vaøo trong xylanh. Keát caáu cuûa xeùcmaêng khí nhö (hình 3.40). Trong ñoäng cô, khí chaùy coù theå loït xuoáng caùc-te theo 3 ñöôøng: 55
27. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong - Qua khe hôû giöõa maët xylanh vaø maët löng xeùcmaêng. - Qua khe hôû giöõa xeùcmaêng vaø raõnh xeùcmaêng. - Qua khe hôû phaàn mieäng xeùcmaêng. Ñeå traùnh loït khí phaûi duøng nhieàu xeùcmaêng, soá löôïng xeùcmaêng khí phuï thuoäc vaøo loaïi ñoäng cô, toác ñoä vaø aùp suaát trong xylanh ñoäng cô, ñoäng cô Diesel caàn nhieàu xeùcmaêng hôn ñoäng cô xaêng. Khi laép caùc xeùcmaêng khí, caàn xoay mieäng cuûa caùc xeùcmaêng leäch nhau 180o. Keát caáu cuûa xeùcmaêng khí thöôøng chæ khaùc nhau ôû tieát dieän ngang, coù raát nhieàu kieåu tieát dieän ngang khaùc nhau (hình 3.41). a) 0,4 Hình 3.41. Caùc daïng tieát dieän ngang Hình 3.40. Keát caáu cuûa xeùcmaêng khí. cuûa xeùcmaêng khí. 1 – maët ñaùy; 2 – maët löng; 3 – maët buïng; 4 – phaàn mieäng; fo – khe hôû mieäng. - Tieát dieän hình chöõ nhaät (a): ñaây laø loaïi thoâng duïng nhaát vaø deã cheá taïo nhaát. - Tieát dieän hình coân (b, c): maët löng xeùcmaêng laøm thaønh maët coân (goùc = 15 ÷ 30’)  nhaèm taêng aùp suaát tieáp xuùc giöõa xeùcmaêng vaø xylanh vaø naâng cao khaû naêng bao kín. - Tieát dieän khoâng ñoái xöùng (e, g): khi laép vaøo xylanh, maët löng veânh leân thaønh maët coân laøm cho aùp suaát tieáp xuùc cao, ít loït khí hôn. - Tieát dieän hình thang (h): tuy laøm taêng aùp suaát tieáp xuùc, ngoaøi khaû naêng taêng aùp suaát neùn treân xylanh, coøn choáng keát muoäi than ôû maët ñaùy xeùcmaêng nhöng khi bò moøn vaø khi löïc ngang thay ñoåi thì khe hôû maët ñaùy taêng leân raát nhanh. Maët cuûa xeùcmaêng khí coù theå caét theo nhieàu kieåu khaùc nhau (hình 3.42): - Loaïi a: loaïi naøy duøng nhieàu nhaát trong caùc ñoäng cô hieän nay. Xeùcmaêng caét theo kieåu naøy tuy ñôn giaûn, deã cheát taïo nhöng deã bò loït khí. - Loaïi b: loaïi naøy duøng nhieàu trong caùc ñoäng cô cao toác, haïn cheá ñaùng keå vieäc loït khí. Tuyø theo yeâu caàu töøng loaïi ñoäng cô maø goùc nghieâng lôùn hay nhoû. - Loaïi c: duøng ôû ñoäng cô toác ñoä thaáp, mieäng caét kieåu naøy tuy vöøa coù taùc duïng haïn cheá loït khí vöøa ngaên daàu nhôøn leân buoàng chaùy nhöng vieäc cheá taïo phöùc taïp. 56
28. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong - Loaïi d: duøng cho ñoäng cô 2 kyø, xeùcmaêng khoâng xoay khi laøm vieäc. a) c) b) d) Hình 3.42. Caùc daïng mieäng xeùcmaêng. Keát caáu cuûa xeùcmaêng daàu vaø vaán ñeà ngaên daàu boâi trôn leân buoàng chaùy: Trong quaù trình laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong, xecmaêng khí khoâng theå ngaên ñöôïc daàu nhôøn ñi vaøo buoàng ñoát, ngöôïc laïi coøn gaây ra taùc duïng ngöôïc laø bôm daàu vaøo buoàng chaùy. Ñieàu naøy ñöôïc theå hieän treân (hình 3.43). Khi piston ñi xuoáng, xeùcmaêng veùt 3 2 daàu ñoäng laïi treân thaønh xylanh vaøo trong raõnh xeùcmaêng. Khi piston ñi leân, xeùcmaêng tieáp tuïc tieáp xuùc vôùi raõnh ôû maët döôùi vaø doàn 1 daàu leân phía treân, khi piston ñi xuoáng laàn thöù hai, xeùcmaêng laïi tieáp xuùc ôû maët treân eùp daàu leân cao hôn. Cöù nhö theá daàu nhôøn bò ñöa leân buoàng chaùy. Chính vì vaäy, ñeå ngaên khoâng cho daàu Hình 3.43. Taùc duïng bôm daàu cuûa xeùcmaêng khí. boâi trôn leân buoàng chaùy phaûi duøng xeùcmaêng daàu. Xeùcmaêng daàu coù nhieäm vuï gaït daàu baùm treân vaùch xylanh veà carte. Ngoaøi ra, xeùcmaêng daàu coøn phaân boá ñeàu treân maët xylanh moät lôùp daàu moûng ñeå boâi trôn toát cho thaønh xylanh vaø piston. Ñeå laøm nhieäm vuï treân, xecmaêng daàu coù caáu taïo theo nhieàu loaïi khaùc nhau. Coù loaïi tieát dieän hình thang, hình löôõi dao, loaïi coù xeû raõnh thoaùt daàu. Trong raõnh xeùcmaêng daàu coù khoan hoaëc phay raõnh thoaùt daàu vaø raõnh xeùcmaêng treân piston cuõng coù caùc raõnh thoaùt daàu (hình 3.44). a) e) f) b) c) g) h) d) Hình 3.44. Keát caáu xeùcmaêng daàu vaø caùc daïng loã thoaùt daàu treân piston. 57
29. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong II.2. Nhoùm thanh truyeàn Nhoùm thanh truyeàn goàm coù: thanh truyeàn, buloâng thanh truyeàn vaø baïc loùt thanh truyeàn. II.2.1. Nhieäm vuï Thanh truyeàn laø chi tieát maùy keát noái piston vôùi truïc khuyûu qua choát piston. Trong quaù trình laøm vieäc nhoùm thanh truyeàn nhaän löïc taùc duïng treân piston truyeàn cho truïc khuyûu laøm quay truïc khuyûu. II.2.2. Ñieàu kieän laøm vieäc Khi ñoäng cô laøm vieäc thanh truyeàn chòu caùc löïc sau ñaây: - Löïc khí theå cuûa quaù trình neùn vaø chaùy – giaõn nôû trong xylanh. - Löïc quaùn tính cuûa caùc chi tieát chuyeån ñoäng tònh tieán. - Löïc quaùn tính cuûa baûn thaân thanh truyeàn. Khi laøm vieäc löïc quaùn tính vaø löïc khí theå thay ñoåi theo chu kyø bôûi vaäy taûi troïng taùc duïng vaøo thanh truyeàn cuõng thay ñoåi vaø coù tính chaát va ñaäp maïnh. Thaân thanh truyeàn chòu neùn vaø chòu uoán döôùi taùc duïng cuûa löïc khí theå vaø löïc quaùn tính. II.2.3. Vaät lieäu cheá taïo Do phaûi truyeàn löïc raát lôùn neân vaät lieäu cheá taïo thanh truyeàn thöôøng laø theùp cacbon hoaëc theùp hôïp kim. Thoâng thöôøng, theùp cacbon ñöôïc duøng nhieàu vì giaù thaønh thaáp vaø deã gia coâng. - Thanh truyeàn cuûa ñoäng cô tónh taïi, taøu thuûy toác ñoä thaáp hay duøng theùp cacbon: CT4, CT5, 30, 35, 40 ñoâi khi duøng theùp 40X. - Thanh truyeàn cuûa ñoäng cô taøu thuûy toác ñoä cao vaø oâtoâ maùy keùo thöôøng duøng theùp cacbon 40, 45 vaø theùp hôïp kim 40XH, 30XMA, 18XHBA, - Ñoäng cô cao toác, xe ñua, oâtoâ du lòch thöôøng duøng theùp hôïp kim: 18XHBA, 18XHMA, 12XHBA, II.2.4. Keát caáu thanh truyeàn, buloâng vaø baïc loùt thanh truyeàn Keát caáu cuûa thanh truyeàn goàm ba phaàn nhö hình 3.45. - Ñaàu nhoû thanh truyeàn: ñaàu laép gheùp thanh truyeàn vôùi choát piston. Ñaàu nhoû - Thaân thanh truyeàn: phaàn thanh Thaân truyeàn noái ñaàu nhoû vôùi ñaàu to. - Ñaàu to thanh truyeàn: ñaàu laép gheùp Choát ñònh vò vôùi choát khuyûu. a) Ñaàu nhoû thanh truyeàn Hai nöûa ñaàu to Keát caáu ñaàu nhoû thanh truyeàn phuï thuoäc vaøo kích thöôùc choát piston vaø phöông phaùp laép gheùp Buloâng sieát choát piston vôùi ñaàu nhoû thanh truyeàn (hình 3.46). bieán daïng deûo 1) Choát piston laép töï do: ñaàu nhoû thanh truyeàn coù daïng hình truï roãng. Thanh truyeàn cuûa Hình 3.45. Keát caáu thanh truyeàn. ñoäng cô côõ lôùn thöôøng duøng ñaàu nhoû daïng cung troøn ñoàng taâm (hình 3.46b), ñoâi khi duøng kieåu oâvan ñeå taêng ñoä cöùng cuûa ñaàu nhoû (hình 3.46b). 58
30. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong Trong nhöõng ñoäng cô maùy bay, ñoäng cô xaêng duøng treân oâtoâ, ñaàu nhoû cuûa thanh truyeàn coù daïng hình truï moûng (hình 3.46c). a) b) c) d) e) Hình 3.46. Keát caáu caùc daïng ñaàu nhoû thanh truyeàn khi choát piston laép töï do. Khi laép choát piston töï do, do coù söï chuyeån ñoäng töông ñoái giöõa choát piston vaø ñaàu nhoû thanh truyeàn neân phaûi chuù yù boâi trôn maët ma saùt. Thoâng thöôøng daàu boâi trôn ñöôïc ñöa leân maët choát piston vaø baïc loùt ñaàu nhoû baèng ñöôøng daãn daàu khoan doïc theo thaân thanh truyeàn. Trong ñoäng cô hai kyø ñaàu nhoû thanh truyeàn luoân luoân chòu löïc neùn, do ñoù daàu boâi trôn ñöôïc ñöa leân beà maët choát piston phaûi coù aùp suaát cao vaø ñeå giöõ ñöôïc daàu boâi trôn, treân baïc loùt ñaàu nhoû thanh truyeàn thöôøng coù caùc raõnh cheùo ñeå chöùa daàu boâi trôn (hình 3.46d). Trong nhöõng ñoäng cô laøm maùt ñænh piston baèng caùch phun daàu nhôøn vaøo maët döôùi cuûa ñænh piston, treân ñaàu nhoû thanh truyeàn phaûi boá trí loã phun daàu. Daàu sau khi boâi trôn beà maët baïc loùt vaø choát piston seõ phun qua loã phun vaøo maët döôùi ñænh piston ñeå laøm maùt ñænh (hình 3.46d). Khi choát piston laép töï do, ñaàu nhoû phaûi coù baïc loùt baèng ñoàng hoaëc baèng theùp coù traùng lôùp hôïp kim choáng moøn. Chieàu daøy cuûa baïc vaøo khoaûng (0,080 ÷ 0,085).dc (dc – laø ñöôøng kính choát piston). 2) Choát piston coá ñònh treân ñaàu nhoû thanh truyeàn. Ñeå laép gheùp ñöôïc deã daøng, ngöôøi ta thöôøng duøng ñaàu nhoû thanh truyeàn coù daïng keát caáu hôû mieäng vaø duøng buloâng ñeå coá ñònh choát piston treân ñaàu nhoû. Tuy trong tröôøng hôïp naøy ñaàu nhoû thanh truyeàn khoâng caân baèng khi chuyeån ñoäng nhöng söï maát caân baèng do khoái löôïng ñaàu nhoû phaân boá khoâng ñoái xöùng gaây ra thöôøng aûnh höôûng raát ít ñeán söùc beàn cuûa ñaàu nhoû. Keát caáu ñaàu nhoû daïng naøy gaëp khoù khaên vaø phöùc taïp khi cheá taïo neân hieän nay ít ñöôïc söû duïng. b) Thaân thanh truyeàn Chieàu daøi cuûa thaân thanh truyeàn ñöôïc tính töø taâm ñaàu nhoû ñeán ñaàu to thanh truyeàn. Thaân thanh truyeàn chòu löïc phöùc taïp: löïc quaùn tính, keùo, neùn, uoán, ñeå phuø hôïp vôùi tình hình chòu löïc, thanh truyeàn coù caáu taïo moät ñaàu to vaø moät ñaàu nhoû. Thaân thanh truyeàn coù nhieàu tieát dieän khaùc nhau (hình 3.47): 59
31. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong - Hình c, d (thaân thanh truyeàn coù tieát dieän troøn): Loaïi naøy deã gia coâng nhöng söû duïng vaät lieäu cheá taïo khoâng hôïp lyù do khi laøm vieäc löïc sinh ra theo maët phaúng laéc cuûa thanh truyeàn lôùn gaáp 4 laàn so vôùi maët phaúng vuoâng goùc vôùi maët phaúng laéc neân loaïi naøy chæ phuø hôïp cho ñoäng cô tónh taïi, ñoäng cô taøu thuûy coù toác ñoä thaáp. - Hình g, I (daïng tieát dieän hình chöõ nhaät hay oâvan): Loaïi naøy deã cheá taïo, ñöôïc duøng nhieàu trong xe gaén maùy, ñoäng cô oâtoâ côõ nhoû. - Hình e: (tieát dieän hình chöõ H): loaïi naøy töông ñoái cöùng vöõng. - Hình a, b (tieát dieän hình chöõ I): laø loaïi phaân boá vaät lieäu hôïp lyù nhaát vì noù baûo ñaûm ñoä cöùng vöõng maø troïng löôïng laïi giaûm. - Hình h (tieát dieän hình chöõ I): coù khoan loã daàu boâi trôn ôû giöõa vaø coù gaân taêng cöôøng suoát chieàu daøi thanh truyeàn, ñöôøng kính loã daàu khoaûng 4 ÷ 8 mm. Coâng ngheä gia coâng khoù khaên neân thoâng thöôøng ngöôøi ta gaén oáng daãn daàu boâi trôn ngoaøi thaân. a) b) c) d) e) g) i) h) Hình 3.47. Caùc daïng tieát dieän cuûa thaân thanh truyeàn. c) Ñaàu to thanh truyeàn Ñaàu to cuûa thanh truyeàn bao goàm 2 nöûa oâm laáy choát khuyûu. Ñeå choáng moøn vaø thuaän tieän trong baûo döôõng, söûa chöõa ngöôøi ta duøng hai nöûa baïc loùt laép vaøo hai nöûa ñaàu to thanh truyeàn. Maët laøm vieäc cuûa baïc loùt ñöôïc traùng lôùp hôïp kim choáng moøn. Ñeå ñaûm baûo tính naêng laøm vieäc toát, ñaàu to thanh truyeàn caàn baûo ñaûm caùc yeâu caàu sau: - Baûo ñaûm cöùng vöõng ñeå baïc loùt khoâng bò bieán daïng. - Phaûi nhoû goïn ñeå giaûm löïc quaùn tính. - Giöõa ñaàu to vaø thaân coù goùc löôïn ñeå traùnh gaây öùng suaát taäp trung. - Thuaän lôïi cho vieäc laép gheùp vôùi choát khuyûu, ñaàu to thanh truyeàn ñöôïc laøm thaønh hai nöûa, nöûa treân lieàn vôùi thaân thanh truyeàn vaø nöûa döôùi laøm thaønh naép ñaàu to thanh truyeàn. Hai nöûa ñaàu to thanh truyeàn ñöôïc laép gheùp baèng buloâng hoaëc gujoâng. Thoâng thöôøng, maët phaân chia hai nöûa ñaàu to thanh truyeàn vuoâng goùc vôùi ñöôøng taâm thanh truyeàn, song coù khi ngöôøi ta caét nghieâng vôùi goùc 30 ÷ 600. Sôû dó phaûi caét nghieâng ñeå khaéc phuïc tình traïng buloâng thanh truyeàn chòu löïc caét. 60
32. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong d) Buloâng thanh truyeàn Trong ñoäng cô, buloâng thanh truyeàn laø moät chi tieát nhoû nhöng raát quan troïng. Vì khi buloâng thanh truyeàn bò ñöùt, ñoäng cô seõ bò hö hoûng naëng vaø coù theå gaây tai naïn lao ñoäng ñoái ngöôøi vaän haønh. Trong quaù trình laøm vieäc buloâng thanh truyeàn chòu caùc löïc sau: - Löïc sieát ban ñaàu khi laép gheùp. - Löïc taùc duïng trong quaù trình laøm vieäc cuûa ñoäng cô goàm löïc quaùn tính cuûa khoái löôïng chuyeån ñoäng tònh tieán vaø löïc quaùn tính cuûa khoái löôïng chuyeån ñoäng quay. Do taàm quan troïng cuûa buloâng thanh truyeàn nhö vaäy neân caàn chuù yù löïa choïn vaät lieäu, keát caáu vaø bieän phaùp gia coâng ñeå ñaûm baûo buloâng thanh truyeàn chòu ñöôïc söùc beàn moûi lôùn nhaát. Vaät lieäu duøng ñeå cheá taïo buloâng thanh truyeàn thöôøng laø theùp hôïp kim. Taûi troïng taùc duïng leân buloâng thanh truyeàn thay ñoåi theo chu kyø vaø coù trò soá raát lôùn, nhaát laø ôû ñoäng cô boán kyø. Khi thieát keá vaø cheá taïo phaûi tìm moïi bieän phaùp ñeå ñaûm baûo buloâng thanh truyeàn coù ñuû söùc beàn vaø ñoä cöùng vöõng, nhaát laø phaûi coù söùc beàn moûi cao. Vì vaäy ñeå naâng cao söùc beàn vaø tuoåi thoï cuûa buloâng thanh truyeàn, khi thieát keá neân löu yù moät soá vaán ñeà: Vuøng chòu neùn Vuøng chòu keùo Hình 3.48. Caùc daïng keát caáu cuûa buloâng thanh truyeàn. 1) Thieát keá sao cho buloâng thanh truyeàn chæ chòu löïc keùo, traùnh caùc löïc caét vaø uoán taùc duïng treân buloâng thanh truyeàn. Muoán vaäy caàn phaûi thöïc hieän caùc bieän phaùp sau: - Gia coâng beà maët töïa cuûa ñaâu buloâng vaø ñai oác thanh truyeàn vuoâng goùc vôùi ñöôøng taâm thanh truyeàn khieán cho khi laép gheùp buloâng thanh truyeàn khoâng chòu uoán do maët tieáp xuùc bò keânh. - Hình daïng ñaàu buloâng coá gaéng laøm ñoái xöùng vaø maët ren oác phaûi ñoàng taâm vôùi ñöôøng taâm buloâng thanh truyeàn ñeå phöông ñöôøng keùo buloâng truøng vôùi ñöôøng taâm buloâng khieán cho khi sieát buloâng khoâng gaây ra phaûn moâmen uoán phuï. 2) Taêng söùc beàn choáng moûi cuûa buloâng thanh truyeàn baèng caùc bieän phaùp keát caáu nhö sau: - ÔÛ nhöõng choã thay ñoåi kích thöôùc ñöôøng kính buloâng cuõng nhö phaàn noái tieáp thaân buloâng vôùi ñaàu buloâng, thaân buloâng vôùi ñoaïn ren ñeàu caàn phaûi coù goùc löôïn ñeå giaûm öùng suaát taäp trung. Baùn kính goùc löôïn thöôøng vaøo khoaûng 0,2 ÷ 1mm. 61
33. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong - Ñeå taêng söùc beàn choáng moûi cuûa buloâng thanh truyeàn, ôû phaàn thaân noái vôùi ren thöôøng laøm thaét laïi moät ít. - Duøng loaïi ñai oác chòu keùo ñeå giaûm öùng suaát treân caùc moái ren. Chieàu daøi cuûa ñoaïn ren treân buloâng thanh truyeàn vöøa ñuû, sao cho coù theå vaën luùt heát vaøo ñai oác ñeå giaûm öùng suaát cho moái ren thöù nhaát. - Qui ñònh löïc sieát buloâng thanh truyeàn ñuùng giaù trò caàn thieát vaø khi laép gheùp duøng caàn sieát chæ löïc ñeå sieát ñuùng löïc vaø ñeàu. Caùc ñai oác thanh truyeàn sau khi ñaõ sieát chaët thöôøng duøng choát cheû ñeå haõm chaët. - Taêng ñoä cöùng vöõng cuûa naép ñaàu to thanh truyeàn ñeå giaûm löïc taùc duïng treân buloâng thanh truyeàn. 3) Taêng söùc beàn cuûa buloâng thanh truyeàn baèng caùc bieän phaùp coâng ngheä nhö: - Maøi boùng toaøn boä buloâng thanh truyeàn. - Duøng caùc loaïi theùp hôïp kim toát, nhieät luyeän ñeå coù ñaït ñoä cöùng HRC 26-332 vaø ram ôû nhieät ñoä cao ñeå ñaït tính deûo. - Coù theå duøng caùc bieän phaùp gia coâng ñaëc bieät nhö laên caùn ren ñeå cheá taïo ren oác. Söùc beàn cuûa loaïi ren cheá taïo baèng phöông phaùp caùn lôùn hôn gaáp 2 ÷ 3 laàn loaïi ren tieän. e) Baïc loùt thanh truyeàn Trong ñoäng cô oâtoâ cuõng nhö trong ñoäng cô taøu thuûy ña soá oå truïc ñeàu laø oå tröôït. Vì vaäy ñaàu to thanh truyeàn cuõng nhö ôû oå truïc khuyûu ñeàu thöôøng duøng baïc loùt coù traùng lôùp hôïp kim chòu moøn. Do ñaàu to thanh truyeàn ñöôïc laøm thaønh hai nöûa neân baïc loùt ñaàu to thanh truyeàn cuõng ñöôïc caét thaønh hai nöûa. Baïc loùt thanh truyeàn goàm coù goäp baïc baèng theùp ôû hai phía ngoaøi vaø lôùp hôïp kim chòu moøn ñöôïc traùng treân maët trong cuûa baïc. Hôïp kim chòu moøn ñuùc traùng leân ñaàu to thanh truyeàn coù theå theo hai kieåu sau ñaây: - Traùng tröïc tieáp hôïp kim chòu moøn leân ñaàu to thanh truyeàn. - Traùng hôïp kim chòu moøn leân baïc loùt. Tuyø theo chieàu daøy cuûa lôùp hôïp kim chòu moøn, baïc loùt coù theå chia thaønh hai loaïi: baïc loùt daøy vaø baïc loùt moûng. Baïc loùt daøy hay moûng ñeàu goàm hai phaàn: goäp baïc loùt vaø lôùp hôïp kim chòu moøn traùng treân maët trong cuûa goäp baïc. - Baïc loùt daøy laø baïc loùt coù chieàu daøy Vaáu ñònh vò cuûa goäp baïc töø 3 ÷ 6mm, lôùp hôïp (daïng löôõi gaø) kim chòu moøn daøy khoaûng 1,5 ÷ 3mm. - Baïc loùt moûng laø baïc loùt coù chieàu Goäp baïc daøy cuûa goäp baïc töø 0,9 ÷ 3mm, lôùp Hôïp kim hôïp kim chòu moøn daøy 0,4 ÷ 0,7mm choáng moøn (ña soá ñoäng cô ñoát trong hieän nay Maõ ñeàu duøng loaïi baïc loùt moûng). baïc loùt Treân moãi nöûa baïc loùt ñeàu coù löôõi gaø ñeå Hình 3.49. Keát caáu baïc loùt. ñònh vò baïc loùt treân ñaàu to thanh truyeàn. 62
34. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong Hai nöûa baïc loùt ñöôïc laép caêng vaøo 2 nöûa ñaàu to thanh truyeàn. Ñeå coù ñoä caêng khi laép gheùp thì ñöôøng kính ngoaøi cuûa baïc loùt lôùn hôn ñöôøng kính ñaàu to khoaûng 0,03 ÷ 0,04 mm. Khe hôû giöõa baïc loùt vôùi maù khuyûu khoâng ñöôïc lôùn hôn 0,15 ÷ 0,25 mm. Khe hôû naøy lôùn thì daàu boâi trôn seõ vaêng ra ngoaøi, khoâng baûo ñaûm maøng daàu boâi trôn ôû truïc. II.3. Truïc khuyûu Truïc khuyûu laø moät trong nhöõng chi tieát maùy quan troïng nhaát, cöôøng ñoä laøm vieäc lôùn nhaát vaø giaù thaønh cao nhaát cuûa ñoäng cô ñoát trong. Khoái löôïng cuûa truïc khuyûu thöôøng chieám töø 7 ÷ 15 khoái löôïng cuûa ñoäng cô. Giaù thaønh cuûa truïc khuyûu thöôøng chieám khoaûng 25 ÷ 30% giaù thaønh toaøn boä ñoäng cô. II.3.1. Nhieäm vuï Khi ñoäng cô laøm laøm vieäc, truïc khuyûu coù nhieäm vuï tieáp nhaän löïc cuûa piston do thanh truyeàn chuyeån tôùi vaø bieán ñoåi löïc aáy thaønh moment xoaén, truyeàn ñeán caùc cô caáu truyeàn ñoäng. Ngoaøi ra, truïc khuyûu coøn daãn ñoäng caùc cô caáu coøn laïi vaø moät vaøi thieát bò phuï nhö : bôm cao aùp, quaït gioù, II.3.2. Ñieàu kieän laøm vieäc Trong quaù trình laøm vieäc truïc khuyûu chòu taùc duïng cuûa löïc khí theå, löïc quaùn tính cuûa khoái löôïng chuyeån ñoäng thaúng (Pj), khoái löôïng chuyeån ñoäng quay (Pk). Caùc löïc treân thay ñoåi theo chu kyø vaø gaây ra öùng suaát uoán, xoaén leân truïc khuyûu laøm cho caùc coå truïc khuyûu bò maøi moøn. Ngoaøi ra trong quaù trình laøm vieäc truïc khuyûu chòu va ñaäp vaø rung xoùc maïnh laøm cho ñoäng cô bò maát caân baèng. Ñeå ñaûm baûo tính naêng laøm vieäc toát vaø tuoåi thoï cuûa truïc khuyûu, phaûi ñaûm baûo caùc yeâu caàu sau: - Ñoä beàn, ñoä cöùng vöõng cao nhöng troïng löôïng nhoû vaø ít moøn. - Coù ñoä chính xaùc gia coâng cao cao, coå truïc maøi boùng vaø coù ñoä cöùng cao. - Khoâng xaûy ra hieän töôïng dao ñoäng coäng höôûng ôû toác ñoä söû duïng. - Keát caáu cuûa truïc khuyûu phaûo ñaûm baûo tính caân baèng ñoàng thôøi deã cheá taïo. II.3.3. Vaät lieäu cheá taïo Vaät lieäu duøng cheá taïo truïc khuyûu hieän nay laø theùp cacbon coù thaønh phaàn cacbon trung bình nhö caùc loaïi theùp 40 ÷ 45. Trong caùc ñoäng cô toác ñoä cao hoaëc phuï taûi lôùn, truïc khuyûu thöôøng duøng theùp hôïp kim maênggan hoaëc theùp hôïp kim niken – crom. Loaïi theùp cacbon ñöôïc duøng phoå bieán nhaát vì noù coù caùc öu ñieåm sau: - Heä soá ma saùt cuûa theùp cacbon lôùn hôn cuûa theùp hôïp kim, vì vaäy noù coù khaû naêng giaûm dao ñoäng xoaén vì vaäy bieân ñoä dao ñoäng xoaén nhoû hôn vaø laøm cho öùng suaát xoaén nhoû. - Theùp cacbon reû tieàn hôn theùp hôïp kim neân giaù thaønh cuûa truïc khuyûu duøng theùp cacbon cuõng thaáp hôn. II.3.4. Keát caáu truïc khuyûu Hình daïng keát caáu truïc khuyûu phuï thuoäc vaøo soá xylanh, caùch boá trí xylanh, soá kyø cuûa ñoäng cô vaø thöù töï laøm vieäc cuûa caùc xylanh. Döïa vaøo keát caáu, truïc khuyûu coù hai loaïi: truïc khuyûu nguyeân vaø truïc khuyûu gheùp. 63
35. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong a) Truïc khuyûu nguyeân Truïc khuyûu nguyeân laø loaïi truïc khuyûu coù caùc boä phaän coå truïc, maù khuyûu, choát khuyûu, laøm lieàn vôùi nhau thaønh moät khoái. Loaïi naøy thöôøng duøng trong caùc loaïi ñoäng cô côõ nhoû vaø trung bình. b) Truïc khuyûu gheùp Loaïi truïc khuyûu gheùp thöôøng cheá taïo rieâng töøng boä phaän: coå truïc, choát khuyûu, maù khuyûu, gheùp laïi vôùi nhau hoaëc laøm coå truïc rieâng roài gheùp vôùi khuyûu. Truïc khuyûu trong moät vaøi ñoäng cô lôùn , ñoâi khi ñöôïc cheá taïo thaønh töøng ñoaïn (moãi ñoaïn goàm vaøi truïc khuyûu ) roài laép noái laïi vôù nhau baèng maët bích. Truïc khuyûu bao goàm caùc phaàn: Ñaàu truïc khuyûu, coå truïc khuyûu, choát khuyûu, maù khuyûu, ñoái troïng vaø ñuoâi truïc khuyûu. (hình 3.50) 4 5 5 1 – Ñaàu truïc khuyûu. 1 2 – Coå truïc khuyûu. 3 – Choát khuyûu. 4 – Maù khuyûu. 5 – Loã daàu boâi trôn. 6 – Ñoái troïng. 2 7 7 – Ñuoâi truïc khuyûu. 3 6 Hình 3.40. Keát caáu caùc phaàn cuûa truïc khuyûu nguyeân. 1) Ñaàu truïc khuyûu Ñaàu truïc khuyûu thöôøng duøng ñeå laép baùnh raêng daãn ñoäng bôm nöôùc, bôm daàu boâi trôn, bôm cao aùp, baùnh ñai daãn ñoäng quaït gioù vaø ñai oác khôûi ñoäng ñeå khôûi ñoäng. Caùc baùnh raêng chuû ñoäng hoaëc baùnh ñai daãn ñoäng laép treân ñaàu truïc khuyûu theo kieåu laép caêng hoaëc laép trung gian vaø ñeàu coù then baùn nguyeät. Ngoaøi caùc boä phaän thöôøng gaëp keå treân, trong moät soá ñoäng cô, ngöôøi ta coù laép boä giaûm dao ñoäng xoaén cuûa heä truïc khuyûu ôû ñaàu truïc khuyûu. (hình 3.41) Taùc duïng cuûa thieát bò daäp taét dao ñoäng xoaén laø khi truïc khuyûu quay, ôû phaàn ñaàu thöôøng xuaát hieän nhöõng löïc xoaén bieán thieân. Dao ñoäng xoaén laøm giaûm coâng suaát cuûa ñoäng cô, laøm hao moøn caëp baùnh raêng phaân phoái vaø ñoâi khi coù theå gaãy truïc khuyûu. Khi xuaát hieän caùc dao Hình 3.41. Keát caáu phaàn ñaàu truïc khuyûu. ñoäng xoaén thì voâ laêng cuûa thieát bò daäp dao ñoäng xoaén 1 – ñai oác khôûi ñoäng; 2 – vaønh ngaên daàu. quay ñeàu vaø ñaàu truïc seõ tröôït ñoái vôùi voâ-laêng, khi ñoù 3 – phôùt daàu; 4 – baùnh raêng chuû ñoäng. döôùi taùc duïng cuûa löïc ma saùt xuaát hieän giöõa voâ-laêng vaø ñóa ma saùt seõ laøm giaûm bieân ñoä dao ñoäng. 5 – baùnh ñai daãn ñoäng; 6 – ñeäm haõm 7 – oå chaén doïc truïc. 64
36. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong 1) Coå truïc khuyûu Coå truïc khuyûu naèm treân cuøng ñöôøng taâm vôùi ñaàu truïc khuyûu. Caùc coå truïc khuyûu thöôøng coù cuøng moät kích thöôùc ñöôøng kính, ñöôøng kính coå truïc choïn theo keát quaû cuûa vieäc tính toaùn söùc beàn, ñieàu kieän hình thaønh maøng daàu boâi trôn vaø qui ñònh veà thôøi gian söû duïng ñoäng cô. Trong moät vaøi loaïi ñoäng cô, ñöôøng kính coå truïc laøm lôùn theo chieàu töø ñaàu ñeán ñuoâi truïc ñeå ñaûm baûo söùc beàn vaø khaû naêng chòu löïc cuûa coå truïc ñöôïc ñoàng ñeàu hôn. Tuy nhieân ñöôøng kính coå truïc khaùc nhau seõ gaây ra nhieàu phieàn phöùc khi söûa chöõa cuõng nhö khi gia coâng, laép raùp, neân ngaøy nay khoâng duøng nöõa. Kích thöôùc cuûa coå truïc khuyûu cuûa ñoäng thöôøng naèm trong phaïm vi sau: - Ñoäng cô cô xaêng thöôøng naèm trong phaïm vi . d ct 0,65  0,80 D - Ñoäng cô Diesel thöôøng naèm trong phaïm vi . d ct 0,7  0,85 D Trong ñoù: D – ñöôøng kính xylanh. dct – ñöôøng kính ngoaøi cuûa coå truïc. 3) Choát khuyûu Treân haàu heát ñoäng cô, ñöôøng kính choát khuyûu baèng ñöôøng kính coå truïc. Tuy nhieân treân caùc ñoäng cô coù toác ñoä cao ñöôøng kính choát khuûyu coù theå nhoû hôn ñöôøng kính coå truïc moät ít ñeå giaûm löïc quaùn tính chuyeån ñoäng quay. Ñeå giaûm troïng löôïng, choát khuyûu thöôøng khoan roãng (ñoâi khi coå truïc cuõng ñöôïc laøm roãng) ñeå chöùa daàu boâi trôn baïc loùt ñaàu to thanh truyeàn. Loã roãng trong choát khuyûu coù theå boá trí ñoàng taâm hay leäch taâm vôùi choát khuyûu. Giöõa choát khuyûu vaø coå truïc khuyûu thöôøng coù ñöôøng daàu lieân heä thoâng qua maù khuyûu (hình 3.42). Hình 3.42. Choát khuyûu roãng vaø caùc daïng döôøng daàu boâi trôn. 4) Maù khuyûu Maù khuyûu laø boä phaän lieân keát choát khuyûu vaø coå khuyûu. Hình daïng maù khuyûu coù nhieàu daïng khaùc nhau, phuï thuoäc chuû yeáu vaøo loaïi ñoäng cô, toác ñoä ñoäng cô. Caùc daïng maù khuyûu thöôøng thaáy nhö hình chöõ nhaät, hình troøn, elip, Khi thieát keá ngöôøi ta coá gaéng giaûm troïng löôïng cuûa maù khuyûu. Trong ñoäng cô cao toác, ñeå giaûm löïc quaùn tính, giaûm ñoä maøi moøn cuûa piston – xylanh ñoàng thôøi taêng söùc beàn vaø ñoä cöùng vöõng cuûa truïc khuyûu, ngöôøi ta thöôøng giaûm tyû soá S . D Trong ñoù: S – haønh trình cuûa piston vaø D – Ñöôøng kính xylanh. 65
37. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong 5) Ñoái troïng Ñoái troïng laép treân truïc khuyûu coù caùc taùc duïng ñeå caân baèng caùc löïc vaø caùc moâmen quaùn tính khoâng caân baèng cuûa ñoäng cô. Ngoaøi ra ñoái troïng coøn coù taùc duïng giaûm taûi cho caùc coå truïc, laøm cho coå truïc khoâng chòu öùng suaát uoán do moâmen cuûa löïc quaùn tính taïo ra. Ñoái troïng ñöôïc tính toaùn vaø boá trí treân truïc khuyûu ñoäng cô sao cho vöøa baûo ñaûm caân baèng toát vöøa goïn, khoâng aûnh höôûng ñeán kích thöôùc cuûa hoäp truïc khuyûu. Ñoái troïng laép vôùi maù khuyûu theo 3 caùch (hình 3.43) - Laøm lieàn vôùi maù khuyûu: thöôøng duøng cho ñoäng cô oâtoâ, ñoäng cô xaêng coù coäng suaát nhoû (hình 3.43g). - Ñoái troïng laøm rieâng sau ñoù haøn ñoái troïng vaøo maù khuyûu: caùch naøy deã gaây bieán daïng truïc khuyûu neân ít duøng. - Ñoái troïng ñöôïc laøm rieâng roài laép leân maù khuyûu baèng buloâng: caùch naøy thöôøng duøng nhaát (hình 3.43a, b, c, d, e, f). a) b) c) d) e) f) g) Hình 4.43. Ñoái troïng vaø caùch laép ñoái troïng vôùi maù khuyûu. 6) Ñuoâi truïc khuyûu Ñuoâi truïc khuyûu cuûa ñoäng cô thöôøng laép vôùi caùc chi tieát ñeå daãn ñoäng coâng suaát ñoäng cô ra ngoaøi (baùnh ñaø, khôùp noái, ). Ña soá caùc ñoäng cô, ñuoâi truïc khuyûu thöôøng coù maët bích hoaëc maët coân ñeå laép baùnh ñaø. Treân caùc ñoäng cô taøu thuûy, ñuoâi truïc khuyûu thöôøng laøm thaønh hình coân coù ñoä coân nhoû, treân maët coân coù raõnh then ñeå dònh vò vaø laép baùnh ñaø (hình 3.44). Truïc khuyûu vaø truïc thu coâng suaát thöôøng ñoàng taâm vôùi nhau vaø ñöôïc laép vôùi nhau baèng khôùp noái meàm. Khi truïc thu coâng suaát laép song song vôùi truïc khuyûu, phaûi duøng ñai truyeàn vaø baùnh ñai laép treân ñuoâi truïc khuyûu ñeå daãn ñoäng. Ngoaøi caùc phaàn keát caáu treân, phaàn ñuoâi truïc khuyûu coøn coù caùc boä phaän ñaët bieät nhö: baùnh raêng daãn ñoäng cô caáu phuï, vaønh chaén daàu, ren hoài daàu vaø oå chaén duøng ñeå khoáng cheá dòch chuyeån theo chieàu truïc cuûa truïc khuyûu. 66
38. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong Hình 3.44. Ñuoâi truïc khuyûu coù maët coân vaø maët bích ñeå laép baùnh ñaø. 1 – choát ñònh vò; 2 – vaønh ngaên daàu II.4. BAÙNH ÑAØ II.4.1. Nhieäm vuï Trong ñoäng cô ñoát trong, baùnh ñaø coù coâng duïng chuû yeáu sau: - Ñaûm baûo toác ñoä quay ñoàng ñeàu cuûa truïc khuyûu ñoäng cô. - Trong quaù trình laøm vieäc, baùnh ñaø tích tröõ naêng löôïng dö sinh ra trong quaù trình sinh coâng ñeå buø ñaép phaàn naêng löôïng thieáu huït trong caùc haønh trình tieâu hao coâng. - Trong nhöõng ñoäng cô coù tyû soá neùn cao, soá xylanh ít vaø khôûi ñoäng ñoäng cô baèng phöông phaùp quaùn tính, baùnh ñaø tích tröõ naêng löôïng khôûi ñoäng ñoäng cô. - Trong moät soá loaïi ñoäng cô côõ nhoû laøm maùt baèng gioù, caùc caùnh quaït gioù ñöôïc ñuùc lieàn ngay treân maët baùnh ñaø, luùc naùy baùnh ñaø coù taùc duïng nhö moät quaït gioù. Trong caùc loaïi ñoäng cô naøy, treân baùnh ñaø thöôøng gaén nam chaâm vónh cöûu ñeå taïo ra nguoàn ñieän, do ñoù baùnh ñaø coù taùc duïng nhö moät stato quay cuûa maùy phaùt ñieän xoay chieàu. - Ngoaøi ra baùnh ñaø coøn laø nôi ñeå ghi laïi nhöõng kí hieäu ÑCT, ÑCD, ñaùnh löûa sôùm, II.4.2. Ñieàu kieän laøm vieäc Khi ñoäng cô laøm vieäc, baùnh ñaø chòu taùc duïng cuûa moâmen quay khoâng ñoàng ñeàu töø truïc khuyûu ñoäng cô, ngoaøi ra baùnh ñaø coøn chòu löïc quaùn tính raát lôùn do troïng löôïng baûn thaân lôùn vaø chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä cao (baèng vôùi toác ñoä ñoäng cô). II.4.3. Vaät lieäu cheá taïo Baùnh ñaø cuûa ñoäng cô ñoát trong toác ñoä thaáp vaø trung bình thöôøng ñuùc baèng caùc loaïi gang xaùm. Baùnh ñaø cuûa ñoäng cô toác ñoä cao, (n > 4.500 v/ph) thöôøng ñuùc hoaëc daäp baèng theùp cacbon coù thaønh phaàn cacbon thaáp. 67
39. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong II.4.4. Keát caáu cuûa baùnh ñaø Keát caáu cuûa baùnh ñaø tuyø thuoäc vaøo kieåu loaïi ñoäng cô. Soá xylanh caøng nhieàu thì baùnh ñaø caøng nhoû. Baùnh ñaø cuûa ñoäng cô duøng treân oâ toâ thöôøng coù kích thöôùc nhoû goïn hôn baùnh ñaø cuûa ñoäng cô tónh taïi vaø taøu thuûy. Kích thöôùc cô baûn cuûa baùnh ñaø laø ñöôøng kính ngoaøi cuûa noù. Neáu ñaûm baûo cuøng moät moâmen baùnh ñaø nhö nhau thì baùnh ñaø coù ñöôøng kính caøng lôùn seõ caøng nheï, caøng toán ít vaät lieäu ñeå cheá taïo. Tuy vaäy ñöôøng kính ngoaøi cuûa baùnh ñaø bò haïn cheá bôûi ñieàu kieän boá trí chung cuûa ñoäng cô, nhaát laø caùc loaïi ñoäng cô duøng treân oâtoâ maùy keùo. Ñöôøng kính ngoaøi baùnh ñaø cuûa ñoäng cô oâtoâ thöôøng khoâng vöôït quaù 300 ÷ 450mm; ñöôøng kính ngoaøi baùnh ñaø cuûa ñoäng cô maùy keùo thöôøng khoâng vöôït quaù 350 ÷ 650mm. Neáu muoán taêng moâmen baùnh ñaø, coù theå taêng chieàu daøy hoaëc tieát dieän cuûa vaønh ñai baùnh ñaø. Döïa theo keát caáu, baùnh ñaø ñöôïc chia ra thaønh ba loaïi: a) Baùnh ñaø daïng ñóa Baùnh ñaø coù daïng nhö moät ñóa troøn coù chieàu daøy ñoàng ñeàu. Phaàn moayô cuûa baùnh ñaø laép gheùp vôùi maët bích treân ñuoâi truïc khuyûu baèng buloâng, soá löôïng buloâng thöôøng töø 6 ÷ 8 vaø coù choát ñònh vò baùnh ñaø hoaëc caùc loã buloâng boá trí khoâng ñoái xöùng ñeå khi laép khoâng laép sai vò trí laøm vieäc (hình 3.45). Treân baùnh ñaø cuûa caùc ñoäng cô khôûi ñoäng baèng ñoäng cô ñieän coøn coù laép vaønh raêng ñeå khôûi ñoäng. Vaønh raêng naøy coá ñònh treân baùnh ñaø baèng caùch eùp noùng coù ñoä doâi lôùn hoaëc eùp noùng coù ñoä doâi nhoû keát hôïp vôùi buloâng. Maët ma saùt cuûa baùnh ñaø laø moät trong nhöõng maët laøm vieäc cuûa boä ly hôïp laép treân baùnh ñaø. Khi laøm vieäc maët ma saùt treân baùnh ñaø tieáp xuùc vôùi maët laøm vieäc cuûa taám ma saùt. Loaïi baùnh ñaø daïng ñóa coù moment baùnh ñaø khoâng lôùn laém neân chæ thích hôïp duøng cho ñoäng cô nhieàu xylanh vaø ñoäng cô toác ñoä cao treân oâtoâ. Ñoái vôùi Hình 3.45. Baùnh ñaø daïng ñóa. caùc loaïi ñoäng cô coù ít xylanh vaø toác ñoä thaáp thöôøng duøng baùnh ñaø daïng vaønh. b) Baùnh ñaø daïng vaønh Keát caáu naøy ñaûm baûo baùnh ñaø coù moâmen baùnh ñaø lôùn maø troïng löôïng baùnh ñaø nhoû, khoái löôïng cuûa vaønh baùnh ñaø chieám khoaûng 80 ÷ 90% khoái löông baùnh ñaø. Phaàn vaønh lieân keát vôùi phaàn oå baùnh ñaø baèng taám moûng hoaëc baèng nan hoa coù tieát dieän hình oâvan hoaëc chöõ thaäp. Loaïi baùnh ñaø naøy thöôøng laép gheùp vôùi truïc khuyûu baèng maët coân, coù then ñònh vò. Do baùnh ñaø coù kích thöôùc khaù lôùn (treân 3m) neân ñeå cheá taïo ñöôïc deã daøng, coù khi ngöôøi ta thöôøng ñuùc baùnh ñaø thaønh hai nöûa roài duøng buloâng laép gheùp laïi vôùi nhau (hình 3.46a). c) Baùnh ñaø daïng chaäu Veà keát caáu, baùnh ñaø daïng chaäu chæ khaùc baùnh ñaø daïng ñóa ôû choã noù coù theâm phaàn vaønh ñuùc lieân vôùi ñóa. Baùnh ñaø cuûa caùc ñoäng cô Diesel maùy keùo thöôøng duøng keát caáu naøy, loaïi baùnh ñaø naøy coù söùc beàn vaø moâmen baùnh ñaø lôùn vaø do phaàn ñóa coù maët ma saùt raát daày neân tuoåi thoï khaù lôùn (hình 3.46b). 68
40. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong Ngoaøi caùc loaïi treân , ôû caùc loaïi ñoäng cô xe du lòch cao caáp hieän nay duøng boä ly hôïp thuûy löïc, baùnh ñaø coù keát caáu khaù ñaët bieät (hình 3.47). a) b ) Hình 3.46. Baùnh ñaø daïng vaønh (a) vaø baùnh ñaø daïng chaäu (b). 2 1 Hình 3.47. Baùnh ñaø cuûa cuûa ñoäng cô duøng boä ly hôïp thuûy löïc. III. CÔ CAÁU PHAÂN PHOÁI KHÍ III.1. Nhieäm vuï, phaân loaïi vaø yeâu caàu III.1.1. Nhieäm vuï Cô caáu phaân phoái khí treân ñoäng cô ñoát trong coù nhieäm vuï thöïc hieän quaù trình thay ñoåi moâi chaát: thaûi saïch saûn vaät chaùy ra khoûi xylanh vaø naïp ñaày moâi chaát môùi (khoâng khí hoaëc hoaø khí) vaøo xylanh giuùp cho ñoäng cô laøm vieäc lieân tuïc. 69
41. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong III.1.2. Phaân loaïi Treân ñoäng cô ñoát trong thöôøng duøng caùc loaïi cô caáu phoái khí sau: - Cô caáu phaân phoái khí kieåu supap: duøng supap ñoùng môû loã naïp vaø loã thaûi. - Cô caáu phaân phoái khí kieåu van tröôït: ña soá söû duïng treân ñoäng cô hai kyø, piston ñoùng vai troø nhö moät van tröôït ñieàu khieån ñoùng môû loã naïp vaø loã thaûi. - Cô caáu phaân phoái khí kieåu phoái hôïp: keát hôïp hai kieåu treân, vöøa coù supap vöøa coù van tröôït, ñöôïc söû duïng treân caùc ñoäng cô hai kyø queùt thaúng. Trong caùc loaïi cô caáu phaân phoái khí treân, cô caáu phaân phoái khí kieåu supap ñöôïc duøng roäng raõi nhaát hieän nay. Cô caáu phaân phoái khí naøy bao goàm caùc chi tieát: caëp baùnh raêng daãn ñoäng, truïc cam, con ñoäi, loø xo supap, supap, oáng daãn höôùng (oáng keàm supap), heä thoáng ñuõa ñaåy, III.1.3. Yeâu caàu Ñeå ñaûm baûo tính naêng laøm vieäc cuûa ñoäng cô, cô caáu phaân phoái khí phaûi thoaû maõn caùc yeâu caàu: - Ñoùng môû ñuùng thôøi gian quy ñònh vaø ñaûm baûo ñoä kín khít. - Ñoä môû ñuû lôùn ñeå doøng khí löu thoâng. - Laøm vieäc eâm dòu, tuoåi thoï vaø ñoä tin caäy cao. - Thuaän tieïân trong vieäc baûo döôõng, söûa chöõa ñoäng cô vaø giaù thaønh cheá taïo hôïp lyù. III.2. Caùc phöông aùn boá trí supap vaø daãn ñoäng cô caáu phoái khí III.2.1. Phöông aùn boá trí supap vaø daãn ñoäng supap Caùc ñoäng cô ñoát trong duøng cô caáu phaân phoái khí kieåu supap hieän nay ñeàu boá trí supap theo hai phöông aùn: boá trí supap ñaët vaø boá trí supap treo. a) Boá trí supap ñaët (hình 3.48). Cô caáu phaân phoái khí supap ñaët thöôøng duøng treân ñoäng cô xaêng coù tyû soá 1 – ñeá supap. neùn thaáp vaø soá voøng quay khoâng lôùn laém. 2 – supap. Öu ñieåm: 3 – oáng daãn höôùng supap. - Laøm giaûm ñöôïc chieàu cao 4 – loø xo supap. ñoäng cô. 5 – moùng haõm hình coân. - Keát caáu cuûa naép xylanh ñôn giaûn vaø daãn ñoäng 6 – ñóa chaën loø xo. supap cuõng deã daøng. 7 – buloâng ñieàu chænh. Nhöôïc ñieåm: 8 – ñai oác haõm. - Buoàng chaùy khoâng goïn. 9 – con ñoäi. - Dieän tích truyeàn nhieät lôùn 10 – truïc cam. neân tính kinh teá cuûa ñoäng cô keùm (tieâu hao nhieân lieäu, giaûm heä soá naïp, ). Hình 3.48. Cô caáu phaân phoái khí boá trí supap ñaët. 70
42. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong Trong cô caáu phaân phoái khí supap ñaët, supap laép ôû moät beân thaân maùy, phía treân truïc cam vaø ñöôïc truïc cam daãn ñoäng qua con ñoäi. Xupap naïp vaø supap thaûi coù theå boá trí theo nhieàu kieåu khaùc nhau: xen keû hoaëc boá trí töøng caëp moät. b) Boá trí supap treo (hình 3.49). Coø moå Cô caáu phaân phoái khí duøng supap treo duøng raát phoå bieán treân ñoäng cô Diesl vaø ña soá caùc ñoäng cô xaêng hieän nay. Do keát caáu cuûa loaïi naøy laøm cho buoàng chaùy Ñuõa nhoû goïn, taêng ñöôïc tyû soá neùn. ñaåy Öu ñieåm: - Buoàng chaùy raát goïn. - Dieän tích beà maët truyeàn nhieät nhoû neân laøm giaûm toån thaát nhieät. - Ñoái vôùi ñoäng cô xaêng, khi duøng cô caáu naøy coù theå taêng theâm tyû soá neùn leân theâm 0,5 Supap Con ñoäi con laên ÷ 2 so vôùi boá trí supap ñaët. Truïc cam - Ñöôøng naïp vaø ñöôøng thaûi thoâng thoaùng, laøm cho söùc Hình 3.49. Cô caáu phaân phoái khí boá trí supap treo. caûn khí ñoäng nhoû vaø taêng ñöôïc heä soá naïp 5 ÷ 7%. Nhöôïc ñieåm: - Daãn ñoäng supap phöùc taïp vaø laøm taêng chieàu cao ñoäng cô. - Laøm cho keát caáu cuûa naép xylanh trôû neân phöùc taïp gaây khoù khaên cho gia coâng cheá taïo. Cô caáu phaân phoái khí supap treo coù theå boá trí supap theo nhieàu kieåu khaùc nhau. Caùch boá trí phuï thuoäc vaøo hình daïng buoàng chaùy vaø keát caáu cô caáu phaân phoái khí. Ñoäng cô coù ñöôøng kính xylanh nhoû (D < 120 mm) thöôøng duøng 2 supap cho moät xylanh (moät supap naïp vaø moät supap thaûi), ñoäng cô coù ñöôøng kính lôùn hôn duøng 3 (hai supap naïp vaø moät supap thaûi) hoaëc 4 supap cho moät xylanh (hai supap naïp vaø hai supap thaûi). c) Daãn ñoäng supap Ñeå daãn ñoäng supap, truïc cam coù theå boá trí treân naép xylanh hoaëc hoäp truïc khuyûu (OHV: Overhead Valve – supap ñaët treân naép xylanh) ñeå daãn ñoäng tröïc tieáp hay daãn ñoäng giaùn tieáp qua ñoøn baåy (hình 3.49). Soá truïc cam ñaët treân naép xylanh coù theå moät (SOHC: Single Overhead Cam) hoaëc hai truïc cam (DOHC: Double Overhead Cam). (hình 3.50). Ngoaøi ra truïc cam coøn boá trí ôû thaân maùy, supap ñöôïc daãn ñoäng giaùn tieáp qua con ñoäi, ñuõa ñaåy, 71
43. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong SOHC DOHC DOHC Hình 3.50. Cô caáu phaân phoái khí coù moät hoaëc hai truïc cam treân naép xylanh. III.2.2. Phöông aùn daãn ñoäng truïc cam Coø Truïc cam ñöôïc daãn ñoäng tröïc tieáp hoaëc giaùn tieáp töø truïc moå khuyûu vôùi tyû soá truyeàn 1:2 cho ñoäng cô 4 kyø vaø tyû soá truyeàn 1:1 cho ñoäng cô 2 kyø. Khi laép gheùp phaûi chuù yù daáu treân baùnh raêng supap truïc cam vaø baùnh raêng truïc khuyûu ñeå khoâng laøm sai quy luaät Ñuõa phoái khí. ñaåy Tuøy theo yeâu caàu veà maët keát caáu vaø khoaûng caùch giöõa moå truïc cam vôùi truïc khuyûu, coù caùc phöông aùn daãn ñoäng sau: Truïc a) Daãn ñoäng truïc cam baèng baùnh raêng cam Khi truïc khuyûu vaø truïc cam gaàn nhau, trong cô caáu phaân phoái khí coù truïc cam boá trí treân thaân maùy hoaëc ôû hoäp truïc khuyûu thöôøng ñöôïc daãn ñoäng baèng baùnh raêng. Neáu khoaûng caùch hai Truïc Daáu truïc nhoû thì thöôøng duøng moät caëp baùnh raêng, khi khoaûng caùch khuûyu ñònh naøy lôùn phaûi duøng theâm moät hoaëc nhieàu baùnh raêng trung gian. vò Ñeå giaûm tieáng oàn trong quaù trình truyeàn ñoäng, caëp baùnh Hình 3.51. Daãn ñoäng truïc raêng truïc cam vaø truïc khuyûu thöôøng laøm raêng nghieâng. cam baèng baùnh raêng. Öu ñieåm - Keát caáu ñôn giaûn. - Caëp baùnh phaân phoái khí thöôøng duøng baùnh raêng nghieâng neân truyeàn ñoäng eâm vaø beàn. Nhöôïc ñieåm - Khi khoaûng caùch truïc cam vaø truïc khuyûu lôùn, phöông aùn naøy phaûi duøng theâm caùc baùnh raêng trung gian. Ñieàu naøy laøm coàng keành vaø phöùc taïp cho cô caáu. b) Daãn ñoäng truïc cam baèng xích Khi truïc khuyûu vaø truïc cam ñaët xa nhau ta duøng xích ñeå truyeàn ñoäng. Noù coù öu ñieåm laø goïn nheï vaø duøng cho caùc truïc coù khoaûng caùch lôùn (hình 3.50). 72
44. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong Tuy nhieân xích caù giaù thaønh lôùn hôn so vôùi duøng baùnh. Maët khaùc khi cô caáu laøm vieäc xích gaây tieáng oàn vaø deã bò rung ñoäng laøm sai leäch pha phaân phoái khí. Ñeå xích luoân luoân ñöôïc caêng, ngöôøi ta phaûi coù cô caáu caêng xích. c) Daãn ñoäng truïc cam baèng truïc Khi truïc cam ñaët xa truïc khuyûu coù theå duøng truïc trung gian daãn ñoäng truïc cam. Vieäc aên khôùp giöõa truïc khuyûu, truïc trung gian vaø truïc cam thoâng qua 2 caëp baùnh raêng coân, coù oå bi ñôõ chaën ñeå truïc trung gian khoâng xeâ dòch theo chieàu truïc (hình 3.52). d) Daãn ñoäng truïc cam baèng ñai raêng Ña soá caùc ñoäng cô hieän nay ñeàu duøng cô caáu phaân phoái khí daãn ñoäng baèng ñai. Öu ñieåm lôùn nhaát cuûa cô caáu naøy laø truyeàn ñoäng eâm dòu, ñai coù tuoåi thoï khaù lôùn khoâng caàn baûo döôõng vaø giaù thaønh thaáp hôn xích nhieàu laàn. Ñeå ñai luoân caêng trong quaù trình laøm vieäc, khoâng tröôït ñai laøm sai quy luaät phoái khí ngöôøi ta cuõng duøng baùnh caêng ñai (hình 3.53). Baùnh raêng truïc cam Truïc cam Truïc daãn ñoäng Truïc khuyûu Baùnh raêng truïc khuyûu Hình 3.52. Daãn ñoäng truïc cam baèng truïc. Hình 3.53. Daãn ñoäng truïc cam baèng ñai raêng. III.3. Keát caáu caùc chi tieát chính trong cô caáu phaân phoái khí III.3.1. Supap a) Phaân tích vai troø, ñieàu kieän laøm vieäc vaø vaät lieäu cheá taïo Trong quaù trình laøm vieäc, supap coù nhieäm vuï ñoùng vaø môû caùc loã naïp vaø loã thaûi theo ñuùng thôøi ñieåm qui ñònh. Hình thaønh neân quy luaät phoái khí treân ñoäng cô. Khi thöïc hieän quaù trình ñoùng môû, maët naám supap chòu taûi troïng va ñaäp, löïc khí theå vaø taûi troïng nhieät ñoä raát lôùn. - Löïc khí theå taùc duïng leân maët naám coù theå ñaït 10.000 ÷ 30.000N. - Va ñaäp maïnh vôùi ñeá supap neân raát deã bò bieán daïng. o - Maët naám supap thaûi tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi khí chaùy coù nhieät ñoä cao (1.100 ÷ 1.200 C ñoái vôùi ñoäng cô xaêng vaø 700 ÷ 900oC ñoái vôùi ñoäng cô Diesel) vaø vaän toác lôùn. 73
45. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong - Bò aên moøn hoaù hoïc (löu huyønh trong nhieân lieäu chaùy taïo thaønh axít aên moøn maët naám). Do ñieàu kieän laøm vieäc phöùc taïp nhö treân neân vaät lieäu cheá taïo supap thaûi phaûi coù söùc beàn cô hoïc cao, chòu nhieät toát vaø choáng ñöôïc aên moøn hoaù hoïc. Vaät lieäu thöôøng duøng laø theùp hôïp kim: X9C2, HX9C2, Ngoaøi ra ñeå naâng cao tính choáng moøn cuûa maët naám supap, ngöôøi ta coøn duøng hôïp kim cöùng ñeå maï leân maët laøm vieäc cuûa naám moät lôùp khoaûng 1,5 ÷ 2,5mm. Ñoái vôùi supap naïp, do ñöôïc laøm maùt bôûi doøng khí naïp ñi vaøo neân thöôøng duøng caùc loaïi vaät lieäu coù yeâu caàu thaáp hôn nhö theùp hôïp kim croâm hay croâm niken: 4CX, 37XC, 40X, 40X9C2, b) Phaân loaïi supap Neáu duøng tieâu chuaån phaân loaïi theo kieåu boá trí, supap coù caùc loaïi sau: - Kieåu supap ñaët - Kieåu supap treo, coù caùc loaïi: OHC, SOHC, DOHC ñaõ ñöôïc giôùi thieäu ôû phaàn treân. - Kieåu supap hoãn hôïp: supap vöøa treo vaø vöøa ñaët. - Giôùi thieäu heä thoáng ñieàu khieån supap treân caùc xe hieân nay Heä thoáng ñieàu khieån supap treân xe Toyota Corolla Altis: kieåu cô caáu phaân phoái phoái khí DOHC, daãn ñoäng baèng xích, khoâng coù ñeäm chænh supap, boä caêng xích hoaït ñoäng baèng loø xo vaø aùp suaát daàu boâi trôn. Boä caêng Giaûm chaán xích cam xích cam Con ñoäi supap Loø xo Caàn ñaåy Guoác tyø xích cam Voøi phun daàu Loø xo haõm Vaáu haõm Hình 3.54. Heä thoáng ñieàu khieån supap treân xe Toyota Corolla Altis. Caûm bieán VVT Van ñieàu khieån Caûm bieán löu phoái khí löôïng khoâng khí ECU Caûm bieán nhieät ñoä nöôùc Caûm bieán vò trí böôùm ga Boä ñieàu khieån phoái khí Bôm nhôùt Caûm bieán vò trí truïc khuyûu Hình 3.55. Heä thoáng ñieàu khieån phaân phoái khí VVT-i. 74
46. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong Heä thoáng ñieàu khieån phaân phoái khí thoâng minh VVT-i (Variable Valve Timing with intelligence): thay ñoåi goùc phoái khí cuûa truïc cam naïp moät caùch toái öu theo caùc cheá ñoä hoaït ñoäng cuûa ñoäng cô nhaèm naâng cao coâng suaát, tính kinh teá nhieân lieäu vaø giaûm toái thieåu löôïng khí xaû gaây oâ nhieãm. c) Keát caáu supap Veà keát caáu, supap ñöôïc chia ra 3 phaàn : naám supap (ñaàu), thaân supap vaø ñuoâi supap. Ñuoâi supap Loø xo supap OÁng daãn Phoát supap höôùng supap Thaân supap Naám supap Hình 3.56. Keát caáu supap. 1) Naám supap (ñaàu supap) Maët naám supap tieáp xuùc vôùi ñeá supap, ñaây laø beà maët laøm vieäc quan troïng nhaát cuûa supap coù daïng maët coân vôùi coù goùc = 15 ÷ 450 (ña soá supap ñeàu duøng goùc = 450). Neáu goùc caøng nhoû thì tieát dieän löu thoâng caøng lôùn, tuy nhieân khi nhoû thì phaàn naám caøng moûng vaø ñoä cöùng vöõng caøng keùm. Goùc cuûa maët coân treân naám thöôøng laøm nhoû hôn goùc cuûa maët coân treân ñeá supap khoaûng 0,5 ÷ 10 ñeå ñaûm baûo kín khít, cho duø maët naám coù bò bieán daïng nhoû. Keát caáu cuûa naám supap thöôøng coù ba loaïi: - Naám baèng: cheá taïo ñôn giaûn, coù theå duøng cho caû supap naïp vaø supap thaûi. Ña soá caùc ñoäng cô hieän nay ñeàu duøng loaïi naøy (hình 3.56). - Naám loõm: keát caáu naøy caûi thieän tình traïng löu thoâng cuûa doøng khí naïp vaøo xylanh vaø taêng ñoä cöøng vöõng cho phaàn naám. Tuy nhieân, maët chòu nhieät cuûa supap lôùn neân deã bò quaù taûi nhieät vaø cheá taïo khoù khaên. - Naám loài: keát caáu naám loài caûi thieän tình traïng löu ñoäng cuûa doøng khí, tuy nhieân naám loài khoù cheá taïo vaø maët chòu nhieät lôùn. Hình 3.57. Supap ñænh loài (a) vaø ñænh loõm (b) a) b) 75
47. Chöông 3 – Caùc boä phaän chính cuûa ñoäng cô ñoát trong Trong moät soá ñoäng cô cöôøng hoaù coâng suaát supap thaûi thöôøng laøm roãng, beân trong chöùa Na (50 60% theå tích). Taùc duïng laø ñeå truyeàn nhieät toát, traùnh cho supap thaûi bò quaù nhieät vì Na noùng chaûy ôû  970C neân khi thaønh theå loûng, ñieàu kieän truyeàn nhieät seõ nhanh vaø supap ñöôïc giaûi nhieät toát hôn. 2) Thaân supap Thaân supap coù taùc duïng daãn huôùng vaø taûn nhieät, vì vaäy ñeå phaùt huy vai troø naøy phaàn thaân thöôøng xu höôùng laøm taêng ñöôøng kính phaàn thaân. Tuy nhieân phaàn thaân cuõng khoâng ñöôïc laøm quaù lôùn vì supap coù yeâu caàu phaûi goïn nheï vaø doøng khí löu thoâng deã daøng. - Khi supap ñöôïc daãn ñoäng baèng con ñoäi, heä thoáng ñoøn baåy thöôøng laø löïc ñieàu khieån theo phöông truïc supap do ñoù khoâng coù löïc nghieâng hoaëc löïc nghieâng nhoû thì thaân supap coù ñöôøng kính: d = (0,16 0,25).d vôùi d – ñöôøng kính cuûa naám supap.  n n - Khi truïc cam tröïc tieáp daãn ñoäng supap, löïc nghieâng xuaát hieän ôû thaân supap lôùn nhaát neân coù theå taêng cöôøng ñöôøng kính thaân supap: d =(0,3 0,4) d  n Chieàu daøi thaân supap: l = (2,5 3,5) d - t  n Ñeå supap khoâng keït trong oáng daãn höôùng luùc noùng ngöôøi ta thöôøng thu nhoû ñöôøng kính thaân supap phaàn ñaàu naám hoaëc khoeùt roäng loã oáng daãn höôùng moät ít ôû phaàn ñaàu naám. 3) Ñuoâi supap Ñuoâi supap thöôøng coù hình daïng ñaëc bieät ñeå laép gheùp vôùi ñóa loø xo. Khi daãn ñoäng supap baèng cô caáu con ñoäi vaø ñuõa ñaåy, ñóa loø xo laép vôùi supap baèng hai moùng haõm hình coân laép vaøo phaàn ñuoâi supap. Maët coân phía ngoaøi cuûa moùng haõm aên khôùp Ñuoâi supap vôùi maët coân cuûa loã ñóa loø xo (goùc coân 10 ÷ 15o). Caùc raõnh haõm treân ñuoâi supap coù theå laø raõnh hình truï, hình coân, moät Moùng haõm raõnh hoaëc nhieàu raõnh. Kieåu laép gheùp duøng moùng haõm ñöôïc duøng raát roäng raõi Ñóa hieän nay. Tuy gia coâng moùng haõm coù khoù khaên nhöng coù öu chaën ñieåm lôùn laø khoâng gaây öùng suaát taäp trung treân ñuoâi supap. treân loø xo Ñeå taêng tuoåi thoï cuûa supap vaø ñaûm baûo supap laøm vieäc toát coù theå thieát keá cô caáu xoay supap quanh ñöôøng taâm cuûa noù. Supap vöøa chuyeån ñoäng tònh tieán vöøa xoay troøn quanh taâm, laøm cho thaân supap laâu moøn vaø naám supap tieáp Hình 3.58. Ñuoâi supap vaø moùng xuùc toát vôùi ñeá. Toác ñoä quay thöôøng nhoû, vaøi chuïc laàn ñoùng haõm hình coân. môû, supap môùi quay ñöôïc moät voøng. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa cô caáu xoay supap (hình 3.59) Khi supap ñoùng (hình b), löïc cuûa loø xo (5) khoâng quaù lôùn, meùp ngoaøi cuûa loø xo ñóa (8) cong leân vaø meùp trong töïa leân vai cuûa thaân (1). Khi supap môû (hình c), löïc cuûa loø xo (5) taêng leân, loø xo ñóa (8) thaúng ra vaø naèm töïa leân caùc vieân bi (2), löïc cuûa loø xo (8) truyeàn tôùi vieân bi (2), caùc vieân bi naøy trong khi laên theo raõnh voøng cung cuûa thaân seõ laøm quay loø xo vaø voøng töïa, do ñoù laøm quay loø xo supap vaø thaân supap. Khi supap ñoùng, löïc cuûa loø xo supap giaûm ñi, loø xo ñóa (8) cong leân vaø töïa vaøo vai cuûa thaân, giaûi phoùng caùc vieân bi (2). Döôùi taùc duïng cuûa loø xo trôû veà (9), caùc vieân bi trôû veà vò trí ban ñaàu. 76