Trục khuỷu động cơ D6BJ

NhËn xÐt cña gi¸o viªn: ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. LỜI NãI ĐẦU Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, nÒn kinh tÕ ViÖt Nam ph¸t triÓn mét c¸ch m¹nh mÏ ®· thu ®­îc rÊt nhiÒu thµnh qu¶. Bªn c¹ch ®ã nghµnh kü thËt n­íc ta còng kh«ng ngõng tiÕn bé. Trong ®ã ph¶I nãi ®Õn nghµnh ®éng lùc s¶n xuÊt «t«, chóng ta ®· liªn doanh víi rÊt nhiÒu h·ng «t« næi tiÕng trªn thÕ giíi nh­ TOYOTA, FORD, HYUNDAI, DAEWOO, MITSSUBISHI,….cïng s¶n xuÊt vµ l¾p r¾p «t«. §Ó gãp phÇn n©ng cao tr×nh ®é vµ kü thËt, ®éi ngò kü thËt cña n­íc ta ph¶i tù nghiªn cøu vµ chÕ t¹o, ®ã lµ yªu cÇu cÊp thiÕt. Cã nh­ vËy nghµnh «t« cña n­íc ta míi ngµy cµng ph¸t triÓn ®­îc. Sau khi häc xong m«n KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt trong, sinh viªn ®­îc giao lµm ®å ¸n vÒ m«n kÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt trong. §©y lµ phÇn quan träng trong néi dung häc tËp c¶u sinh viªn, nh»m t¹o ®iÒu kiÖn cho sinh viªn tæng hîp, vËn dông nh÷ng kiÕn thøc ®· häc ®Ó gi¶I quyÕt mét vÊn ®Ò cô thÓ cña nghµnh. Trong ®å ¸n nµy em ®­îc giao nhiÖm vô ph©n tÝch kÕt cÊu cña trôc khuûu ®éng c¬ víi c¸c th«ng sè tïy chän. §©y lµ bé phËn rÊt quan träng trong ®éng c¬ ®èt trong, nã lín, nÆng, chiÕm ®Õn 20-25% gi¸ thµnh ®éng c¬ vµ quyÕt ®Þnh rÊt lín ®Õn t×nh tr¹ng kû thuËt cña ®éng c¬. Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn lµm ®å ¸n, em ®· cè g¾ng t×m tßi, nghiªn cøu tµi liÖu, lµm viÖc mét c¸ch nghiªm tóc víi mong muèn hoµn thµnh tèt ®å ¸n. Tuy nhiªn v× b¶n th©n cßn Ýt kinh nghiÖm nªn viÖc hoµn thµnh ®å ¸n kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt. Cuèi cïng, em xin bµy tá lßng biÕt ¬n s©u s¾c ®Õn c¸c thÇy, c« ®· tËn t×nh truyÒn ®¹t l¹i nh÷ng kiÕn thøc quý bauscho em. §Æc biÖt, em xin göi lêi c¶m ¬n ®Õn thÇy T« B×nh ®· nhiÖt t×nh h­íng dÉn cho em trong suèt qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n. Em rÊt mong ®­îc sù xem xÐt vµ chØ dÉn cña c¸c thÇy ®Ó em ngµy cµng hoµn thiÖn kiÕn thøc cña m×nh./ Hµ Néi ngµy 25 th¸ng 12 n¨m 2009 Sinh viªn: NguyÔn HiÓn Hoµng Ch­¬ng 1. giíi thiÖu xe «t« t¶I hyundai 5 tÊn ¤t« t¶i HYUNDAI 5T do Hµn Quèc s¶n xuÊt vµo n¨m 1994 vµ ®­îc sö dông réng r·i ë ViÖt Nam tõ nhiÒu n¨m nay. I. ¤t« cã c¸c th«ng sè kü thuËt c¬ b¶n nh­ sau: 1.KÝch th­íc xe: ChiÒu dµi toµn bé (mm) ……………. 8685 ChiÒu réng toµn bé (mm)……………2240 ChiÒu cao toµn bé (mm)……………..2620 ChiÒu dµi c¬ së (mm)………………..4885 VÕt b¸nh tr­íc (mm)………………...1754 VÕt b¸nh sau (mm)………………….1660 2. KÝch th­íc thïng xe : Dµi (mm)…………………......6250 Réng (mm)……………….......2120 Cao (mm)………………..........400 + ChiÒu réng s¸t xi (mm)…………….840 + Kho¶ng s¸ng gÇn xe (mm) ………..195 + Tõ trôc tr­íc tíi ®Çu xe (mm)……..1305 + Tõ trôc sau tíi cuèi xe (mm)………2435 3. Träng l­îng xe: Träng l­îng kh«ng t¶i (KG)…………….4710 + Ph©n bè lªn cÇu tr­íc (KG) …………2450 + Ph©n bè lªn cÇu sau (KG)…………...2260 Träng l­îng toµn bé (KG) ……………..9875 + Ph©n bè lªn cÇu tr­íc (KG) ………...3328 + Ph©n bè lªn cÇu sau(KG)……………6547 T¶i träng (KG)……………………........5000 Sè ng­êi trong ca bin ………………......3 (165 KG) VËn tèc chuyÓn ®éng lín nhÊt (km/h)……………..106 B¸n kÝnh quay vßng nhá nhÊt (m)………8,6 Kh¶ n¨ng v­ît dèc lín nhÊt (%)……… 44,1 4.TruyÒn lùc: Ly hîp : Lo¹i C5W33, ®iÒu khiÓn thuû lùc, mét ®Üa ma s¸t kh«, lß xo nÐn biªn. Hép sè : + Lo¹i : 6 sè tiÕn, 1 sè lïi, cã ®ång tèc tõ sè 2 tíi sè 5 + KiÓu : K66A + TØ sè truyÒn : 6,903- 4,206- 2,320- 1,414- 1,000- 0,74 Sè lïi : 6,903. + §iÒu khiÓn : C¬ khÝ - KiÓu truyÒn ®éng : C¸c ®¨ng TruyÒn lùc chÝnh : Lo¹i D4H, gi¶m tèc ®¬n, b¸nh r¨ng Hyp«id. Tû sè truyÒn : 5,571/4,875 5. B¸nh xe : PhÝa tr­íc ®¬n, phÝa sau kÐp. Cì lèp : Lèp tr­íc : 8,25 x 16 – 18 PR Lèp sau : 8,25 x 16 - 18 PR 6. HÖ thèng l¸i Lo¹i : Trôc vÝt - £cubi cã trî lùc thuû lùc. TØ sè truyÒn : 21,6 / 1 7. Phanh chÝnh, lo¹i : Thuû lùc, trî lùc ch©n kh«ng. Phanh tr­íc : Tang trèng Phanh sau : Tang trèng 8. Phanh tay, lo¹i : Tang trèng t¸c dông phÝa sau hép sè. 9.Phanh khÝ x¶ : Lo¹i van b­ím. 10. HÖ thèng treo : Tr­íc : NhÝp l¸, gi¶m chÊn èng Sau: NhÝp l¸. Gi¶m chÊn : Thuû lùc, t¸c ®éng 1 chiÒu. 11. Thïng nhiªn liÖu : 200 lÝt. 12. HÖ thèng ®iÖn : 24V 13. B×nh ¾c qui : 12V x 2, 100 Ah 14. §éng c¬ : KiÓu ®éng c¬ : D6BJ. Lo¹i: §éng c¬ ®iezel, 4 kú, 6 xilanh th¼ng hµng, phun nhiªn liÖu trùc tiÕp, lµm m¸t b»ng n­íc. Sè xi lanh : 6 xi lanh ®Æt th¼ng hµng. §­êng kÝnh xi lanh (cc) : 7,545. Tû sè nÐn : 17,5 /1. C«ng suÊt lín nhÊt : 170 PS / 2900 V/p M« men xo¾n lín nhÊt : 44,5 KG.m / 1400 V/p M¸y ph¸t : 24 V – 40A Bé khëi déng : 24 V – 5,0 KW C«ng thøc b¸nh xe : 4x2 Ch­¬ng 2. Ph©n tÝch c¸c d¹ng trôc khuûu 2.1. NhiÖm vô, yªu cÇu, ®iÒu kiÖn làm viÖc, vËt liÖu chÕ t¹o: 2.1.1NhiÖm vô: -TiÕp nhËn lùc khÝ thÓ truyÒn tõ piston xuèng ®Ó t¹o m«men quay cho ®éng c¬, và nhËn n¨ng l­îng cña b¸nh ®à, sau ®ã truyÒn cho thanh truyÒn và piston thùc hiÖn c¸c qu¸ tr×nh làm viÖc cña ®éng c¬. - DÉn ®éng cho c¸c c¬ cÊu kh¸c nh­ : trôc cam, b¬m n­íc, b¬m dÇu, m¸y ph¸t… 2.1.2 §iÒu kiÖn làm viÖc -Trôc khuûu chÞu lùc qu¸n tÝnh và lùc khÝ thÓ(chÞu t¶i träng lín và lu«n lu«n thay ®æi) -ChÞu va ®Ëp và chÞu xo¾n lín -ChÞu mài mßn và chÞu lùc ma s¸t lín do khã cã thÓ b«i tr¬n ë nhiÖt ®é vµ tèc ®é cao. 2.1.3 Yªu cÇu: -Trôc khuûu có ®é cøng v÷ng lín ,cã ®é bÒn cao và träng l­îng nhá. -Cã ®é chÝnh x¸c và gia c«ng cao, ®é cøng , ®é bãng bÒ mÆt cña chèt khuûu lín. -§¶m b¶o tÝnh c©n b»ng và tÝnh ®ång ®Òu m«men quay cao nh­ng ®¬n gi¶n, dÔ chÕ t¹o. -Kh«ng x¶y ra céng h­ëng trong ph¹m vi tèc ®é sö dông. 2.1.4 VËt liÖu chÕ t¹o: -VËt liÖu chÕ t¹o trôc khuûu th­êng là thÐp c¸cbon, thÐp hîp kim và gang cÇu. ThÐp c¸cbon ®­îc dïng nhiÒu v× nã cã nh÷ng ­u ®iÓm sau ®©y: -HÖ sè ma s¸t trong cña thÐp c¸cbon lín h¬n thÐp hîp kim. V× vËy nã cã kh¶ n¨ng gi¶m biªn ®é dao ®éng xo¾n. -ThÐp c¸cbon rÎ tiªn. Ngày nay, ngoài thÐp ra ng­êi ta cßn dïng gang cÇu nh­ GZ50-1,5 ®Ó ®óc trôc khuûu v× nã cã ­u ®iÓm: rÎ tiÒn, dÔ ®óc ®­îc kÕt cÊu trôc khuûu lý t­ëng, hÖ sè ma s¸t trong lín , Ýt nh¹y c¶m víi øng suÊt tËp trung và gang dÔ gi÷ dÇu b«i tr¬n. ChÕ t¹o trôc khuûu: rÌn tù do, rÌn khu«n hoÆc ®óc tïy theo kÝch th­íc và kÕt cÊu trôc khuûu còng nh­ lo¹i vËt liÖu sö dông. 2.2. §Æc ®iÓm kÕt cÊu cña c¸c d¹ng trôc khuûu: 2.2.1 Trôc khuûu nguyªn Trôc khuûu gåm c¸c phÇn: §Çu trôc khuûu, khuûu trôc (chèt, m¸, cæ trôc khuûu) vµ ®u«i trôc khuûu . H×nh 1:KÕt cÊu tæng thÓ ®Çu trôc khuûu + §Çu trôc khuûu: -§Çu trôc khuûu th­êng dïng ®Ó l¾p b¸nh r¨ng dÉn ®éng b¬m n­íc, b¬m dÇu b«i tr¬n, b¬m cao ¸p, b¸nh ®ai(puly) ®Ó dÉn ®éng qu¹t giã và ®ai èc khëi ®éng ®Ó khëi ®éng ®éng c¬ b»ng tay quay. C¸c b¾nh r¨ng chñ ®éng hoÆc b¸nh ®ai dÉn ®éng l¾p trªn ®Çu trôc khuûu theo kiÓu l¾p c¨n hoÆc l¾p trung gian và ®Òu là l¾p b¸n nguyÖt ®ai èc h·m chÆt b¸nh ®ai, phít ch¾n dÇu, æ ch¾n däc trôc ®Òu l¾p trªn ®Çu trôc khuûu. -Ngoài c¸c bé phËn th­êng gÆp kÓ trªn trong mét sè ®éng c¬ cßn cã l¾p bé gi¶m dao ®éng xo¾n cña hÖ trôc khuûu ë ®Çu trôc khuûu. Bé gi¶m dao déng xo¾n cã t¸c dông thu n¨ng l­îng sinh ra do m«men kÝch thÝch trªn hÖ khuûu do ®ã dËp t¾t dao ®éng g©y ra bëi m«men. Bé gi¶m dao ®éng xo¾n th­êng l¾p ë ®Çu trôc khñy lµ n¬i cã biªn ®é dao déng xo¾n lín nhÊt. + Khuûu trôc -Cæ trôc: c¸c cæ th­êng cã cïng kÝch th­íc ®­êng kÝnh (§­êng kÝnh cæ trôc th­êng tÝnh theo søc bÒn vµ ®iÒu kiÖn h×nh thµnh mµng dÇu b«i tr¬n, quy ®Þnh thêi gian xö dông vµ thêi gian s÷a ch÷a ®éng c¬. Trong mét vµi ®éng c¬ cæ trôc lµm lín dÇn theo chiÒu tõ ®Çu ®Õn ®u«i trôc ®Ó ®¶m b¶o søc bÒn vµ kh¶ n¨ng chÞu lùc cña cæ trôc ®­îc ®ång ®Òu h¬n. Khi ®­êng kÝnh cæ trôc t¨ng lµm t¨ng thªm ®é cøng v÷ng trôc khuûu, mÆt kh¸c m«men qu¸n tÝnh ®éc cùc cña trôc khuûu t¨ng lªn, ®é cøng chèng xo¾n cña trôc còng t¨ng lªn mµ khèi l­îng chuyÓn ®éng quay hÖ thèng trôc khuûu vÉn kh«ng thay ®æi. Tuy vËy t¨ng kÝch th­íc cæ trôc, kÝch th­íc cña æ bi trôc sÏ t¨ng theo ®ång thêi träng l­îng trôc khuûu lín nªn ¶nh h­ëng ®Õn tÇn sè dao ®éng xo¾n cña hÖ trôc, cã thÓ x¶y ra hiÖn t­îng céng h­ëng trong ph¹m vi tèc ®é xö dông. H×nh 2:KÕt cÊu khuûu trôc - Cæ chèt khuûu: cã thÓ lÊy ®­êng kÝnh cña chèt khuûu b»ng ®­êng kÝnh cña cæ trôc khuûu, nhÊt lµ ®éng c¬ cao tèc do phô t¶i vµ lùc qu¸n tÝnh lín, muèn vËy ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng lµm viÖc cña b¹c lãt vµ chèt khuûu ng­êi ta th­êng t¨ng ®­êng kÝnh chèt khuûu. Nh­ vËy kÝch th­íc vµ khèi l­îng cña ®Çu to thanh truyÒn sÏ t¨ng dÇn theo, tÇn sè dao ®éng riªng sÏ gi¶m cã thÓ x¶y ra hiÖn t­îng céng h­ëng trong ph¹m vi tèc ®é sö dông cho phÐp. V× vËy cÇn ph¶i lùa chän chiÒu dµi sao cho cã thÓ tháa m·n ®iÒu kiÖn h×nh thµnh mµng dÇu b«i tr¬n vµ trôc khuûu cã ®é cøng v÷ng lín, do ®ã ®Ó gi¶m träng l­îng, chèt khuûu ph¶i lµm rçng. Chèt khuûu rçng cã t¸c dông chøa dÇu b«i tr¬n b¹c lãt ®Çu to thanh truyÒn, gi¶m khèi l­îng quay thanh truyÒn. Lç rçng trong chèt khuûu cã thÓ lµm ®ång t©m hoÆc lÖch t©m víi chèt khuûu. - M¸ khuûu: lµ bé phËn nèi liÒn gi÷a cæ trôc vµ chèt khuûu, h×nh d¹ng m¸ khuûu chñ yÕu phô thuéc vµo d¹ng ®éng c¬, trÞ sè ¸p suÊt khÝ thÓ vµ tèc ®é quay cña trôc khuûu. Khi thiÕt kÕ m¸ khuûu ®éng c¬ cÇn gi¶m träng l­îng, m¸ khuûu cã nhiÒu d¹ng nh­ng chñ yÕu m¸ d¹ng h×nh ch÷ nhËt vµ h×nh trßn cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, dÔ chÕ t¹o, d¹ng m¸ h×nh «van cã kÕt cÊu phøc t¹p. Lo¹i m¸ khuûu h×nh ch÷ nhËt ph©n bè lîi dông vËt liÖu kh«ng hîp lý do t¨ng khèi l­îng kh«ng c©n b»ng m¸ khuûu, m¸ khñy d¹ng trßn cã søc bÒn cao, cã kh¶ n¨ng gi¶m chiÒu dµy m¸ do ®ã cã thÓ t¨ng chiÒu dµi cæ trôc vµ chèt khuûu, gi¶m mµi mßn cæ trôc vµ chèt khuûu, mÆt kh¸c m¸ trßn dÔ gia c«ng. - §èi träng l¾p trªn trôc khñy cã hai t¸c dông: + C©n b»ng m«men qu¸n tÝnh kh«ng c©n b»ng ®éng c¬, chñ yÕu lµ lùc qu¸n tÝnh ly t©m nh­ng ®«i khi dïng ®Ó c©n b»ng lùc qu¸n tÝnh chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn nh­ ®éng c¬ h×nh ch÷ V. +Gi¶m phô t¶i cho cæ trôc nhÊt lµ gi÷a ®éng c¬ bèn kú cã 4,6,8 xilanh v× ë ®éng c¬ nµy cã lùc qu¸n tÝnh vµ m«nen qu¸n tÝnh tù c©n b»ng nh­ng øng suÊt gi÷a cæ trôc chÞu øng suÊt uèn lín, khi dïng ®èi träng m«men qu¸n tÝnh nãi trªn ®­îc c©n b»ng nªn cæ trôc gi÷a kh«ng chÞu øng suÊt uèn do lùc qu¸n tÝnh m«men g©y ra. MÆt kh¸c trôc khuûu kh«ng ph¶i lµ chi tiÕt cøng v÷ng tuyÖt ®èi vµ th©n m¸y trong thùc tÕ bÞ biÕn d¹ng nªn trong ®éng c¬ dïng ®èi träng ®Ó c©n b»ng. H×nh 3:KÕt cÊu c¸c d¹ng m¸ khuûu §u«i trôc khuûu th­êng l¾p víi c¸c chi tiÕt m¸y cña ®éng c¬ truyÒn dÉn c«ng suÊt ra ngoµi m¸y c«ng t¸c. Trôc thu c«ng suÊt ®éng c¬ th­êng ®ång t©m víi trôc khuûu, dïng mÆt bÝch trôc khuûu ®Ó l¾p b¸nh ®µ. Ngoµi ra kÕt cÊu dïng ®Ó l¾p b¸nh ®µ trªn trôc khuûu cßn cã l¾p c¸c bé phËn ®Æc biÖt: B¸nh r¨ng dÉn ®éng c¬ cÊu phô: Trong mét vµi ®éng c¬ do ®Æc ®iÓm kÕt cÊu ph¶i bè trÝ dÉn ®éng c¬ cÊu phô ph¶i l¾p b¸nh r¨ng ®u«i trôc khuûu nªn phÝa ®u«i trôc khuûu ph¶i cè mÆt bÝch l¾p b¸nh r¨ng . Vµnh ch¾n dÇu trªn ®u«i trôc khuûu cã t¸c dông ng¨n kh«ng cho dÇu nhên ch¶y ra khái c¸c te. C¸c d¹ng trôc khuûu phô thuéc vµo sè xilanh, c¸ch bè trÝ xilanh, sè kú ®éng c¬ vµ thø tù lµm viÖc cña c¸c xilanh. KÕt cÊu trôc khuûu ph¶i ®¶m b¶o ®éng c¬ lµm viÖc ®ång ®Òu, biªn ®é dao ®éng vµ m«men xo¾n t­¬ng ®èi nhá. §éng c¬ lµm viÖc c©n b»ng Ýt rung ®éng. øng suÊt sinh ra do dao ®éng xo¾n nhá. C«ng nghÖ chÕ t¹o gi¸ thµnh rÎ. KÝch th­íc cña trôc khuûu phô thuéc chñ yÕu vµo kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®­êng t©m xilanh, chiÒu dµy cña èng lãt xilanh vµ ph­¬ng ph¸p lµm m¸t. §èi víi ®éng c¬ hai kú kich th­íc trôc khuûu cßn phô thuéc vµo hÖ thèng quÐt th¶i. H×nh 3:KÕt cÊu tæng thÓ trôc khuûu nguyªn 1-§ai èc khëi ®éng ,2-B¸nh r¨ng, 3-§èi träng ,4-§­êng dÇu, 5,8-Cæ trôc khuûu, 6-M¸ khuûu,7-Chèt khuûu,9-B¹c lãt 2.2.2 Trôc khuûu ghÐp Trôc khñyu ghÐp th­êng chÕ t¹o riªng thµnh tõng bé phËn: cæ trôc, m¸ khuûu, chèt khuûu ghÐp l¹i víi nhau hoÆc lµm cæ trôc riªng råi ghÐp víi khñy. Th­êng dïng trong ®éng c¬ cì lín. Trôc khñy th­êng ®­îc chÕ r¹o thµnh tõng ®o¹n råi ghÐp l¹i víi nhau b»ng mÆt bÝch. Trôc khuûu phÇn lín th­êng ghÐp trong ®éng c¬ cì lín nh­ ®éng c¬ tµu thñy, ®éng c¬ tÜnh t¹i nh­ng còng dïng trong ®éng c¬ cì nhá nh­ xe m«t«, ®éng c¬ x¨ng cì nhá, ®éng c¬ cao tèc cã c«ng suÊt lín, ®Ó gi¶m hiÖn t­îng dao ®éng cña trôc cÇn rót ng¾n chiÒu dµi cña trôc khuûu. H×nh 4:KÕt cÊu trôc khuûu ghÐp 1,4-Cæ trôc khuûu, 2-M¸ khuûu, 3,6-§­êng dÇu b«i tr¬n chÝnh, 5-§ai èc ghÐp m¸ khuûu và chèt khuûu ,7-æ bi 2.2.3 KÕt cÊu trôc khuûu thiÕu cæ §Æc ®iÓm kÕt cÊu trôc khuûu lo¹i nµy lµ kÝch th­íc nhá gän nªn cã thÓ rót ng¾n chiÒu dµi cña th©n m¸y vµ gi¶m khèi l­îng cña ®éng c¬. Trôc khuûu thiÕu cæ cã ®é cøng v÷ng kÐm v× vËy khi thiÕt kÕ cÇn t¨ng kÝch th­íc cæ trôc, chèt khuûu ®ång thêi t¨ng chiÒu dµy vµ chiÒu réng m¸ khuûu ®Ó t¨ng ®é cøng v÷ng cho chèt khuûu. Th­êng dïng trong ®éng c¬ x¨ng «t« m¸y kÐo vµ ®éng c¬ ®iezel c«ng suÊt nhá do phô t¶i t¸c dông lªn cæ trôc nhá. H×nh 5: KÕt cÊu trôc khuûu thiÕu cæ 1-Lç dÇu b«i tr¬n, 2-Chèt khuûu, 3-M¸ thiÕu cæ, 4-M¸ khuûu, 5-§u«i trôc khuûu 2.2.4 KÕt cÊu trôc khuûu ®éng c¬ h×nh ch÷ V Lo¹i trôc khuûu này th­êng dïng trong ®éng c¬ cã hai hàng xilanh gãc lÖch hai khuûu kÕ tiÕp là 90o Trôc khuûu ch÷ V th­êng dïng trong ®éng c¬ cã c«ng suÊt trung b×nh và lín, kÕt cÊu phøc t¹p, khã chÕ t¹o, gi¸ thành cao. H×nh 6:KÕt cÊu trôc khuûu ®éng c¬ h×nh ch÷ V 1-B¸nh r¨ng khëi ®éng, 2-§­êng dÇu b«i tr¬n, 3-Chèt khuûu, 4-VÝt dÇu, 5-M¸ khuûu, 6-Lç dÇu b«i tr¬n trôc cam, 7-Cæ trôc khuûu, 8-VÝt b¾t puly, 9-VÝt b¾t qu¹t 2.3. C¸c th«ng sè vµ yªu cÇu kûthuËt và yªu cÇu cña chi tiÕt 2.3.1. Th«ng sè kû thuËt: a) Gãc c«ng t¸c dk vµ thø tù lµm viÖc cña c¸c xilanh trong ®éng c¬ nhiÒu xilanh mµ c¸c xi lanh x¾p xÕp theo mét hµng däc, trôc khuûu cña ®éng c¬ cã nhiÒu khuûu trôc. §Ó ®¶m b¶o tÝnh c©n b»ng, tÝnh ®ång ®Òu cña ®éng c¬, c¸c khuûu trôc ph¶i s¾p xÕp theo mét gãc ®é nhÊt ®Þnh, gãc lÖch gi÷a hai khuûu trôc cña hai xilanh lµm viÖc kÕ tiÕp nhau gäi lµ gãc c«ng t¸c. Khi chän gãc c«ng t¸c cña khuûu trôc vµ thø tù lµm viÖc cña c¸c xilanh cÇn xÐt ®Õn c¸c vÊn ®Ò sau: + KÕt cÊu cña trôc khuûu ph¶i ®¶m b¶o tÝnh c©n b»ng vµ ®ång ®Òu tèt nhÊt cña ®éng c¬. + Ph¶i ®¶m b¶o phô t¶i trªn æ trôc lµ bÐ nhÊt. + §¶m b¶o hiÖu xuÊt n¹p khÝ cã lîi nhÊt. -Th«ng th­êng khã cã thÓ tho¶ m·n ®ång thêi c¸c yªu cÇu trªn. §èi víi ®éng c¬ bèn kú khi trôc khuûu quay ®i hai vßng c¸c xilanh ph¶i lµm viÖc mét lÇn. §èi víi ®éng c¬ hai kú, trôc khuûu quay ®i mét vßng th× c¸c xilanh ®Òu ph¶i lµm viÖc mét lÇn v× vËy gãc c«ng t¸c cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc sau: dk = (180.t)/i Trong ®ã: i-Sè xilanh t-Sè kú Do ®ã tuú theo hai lo¹i ®éng c¬ hai kú hay bèn kú, ®èi víi mçi xilanh, cã thÓ chän mét hay nhiÒu kÕt cÊu trôc khuûu vµ mét hay nhiÒu thø tù lµm viÖc cña xy lanh. VËy gãc c«ng t¸c cña ®éng c¬ bèn kú 6 xilanh mét hµng däc lµ: dk=1200, vµ thø tù lµm viÖc cña c¸c xi lanh lµ: 1-5-3-6-2-4. b) Lùc vµ m«men t¸c dông lªn trôc khuûu cña ®éng c¬ 1 hµng xilanh Ta cã: trªn khuûu trôc thø i cã c¸c lùc sau ®©y t¸c dông : - Lùc tiÕp tuyÕn T, lùc ph¸p tuyÕn Z, lùc qu¸n tÝnh quay pk ,m«men cña c¸c khuûu phÝa tr­íc  t¸c dông lªn cæ trôc phÝa sau cña khuûu. = + Mi §Ó tÝnh ®­îc tæng m«men t¸c dông Mi t¸c dông trªn khuûu i ta ph¶i x¸c ®Þnh gãc quay t­¬ng øng αi cña c¸c khuûu b»ng c¸ch lËp b¶ng nh­ sau: Tõ b¶ng thèng kª ta thÊy: Khi khuûu trôc cña xilanh thø 1 ë vÞ trÝ α = 00 th×: Khuûu trôc thø 2 n»m ë vÞ trÝ 2400 nªn α = 2400. Khuûu trôc thø 3 n»m ë vÞ trÝ 4800 nªn α = 4800 Khuûu trôc thø 4 n»m ë vÞ trÝ 1200 nªn α = 1200 Khuûu trôc thø 5n»m ë vÞ trÝ 6000 nªn α = 6000 Khuûu trôc thø 6 n»m ë vÞ trÝ 3600 nªn α = 3600 vµ thêi gian ng¾n nhÊt, tÝnh theo gãc quay cña trôc khuûu , gi÷a hai lÇn næ cña hai xilanh kÕ nhau lµ: Gi÷a xilanh thø 1 vµ xilanh thø 2 lµ 2400 Gi÷a xilanh thø 2 vµ xilanh thø 3 lµ 2400 Gi÷a xilanh thø 3 vµ xilanh thø 4 lµ 3600 Gi÷a xilanh thø 4 vµ xilanh thø 5 lµ 2400 Gi÷a xilanh thø 5 vµ xilanh thø 6 lµ 2400 V× vËy t×nh tr¹ng chÞu lùc cña c¸c cæ trôc 1-2, 2-3, 4-5, 5-6 hoµn toµn gièng nhau. T×nh tr¹ng chÞu lùc cña cæ trôc 3-4 kh¸c víi c¸c cæ trôc kh¸c. Cæ trôc 0-1 chÞu t¸c dông cña lùc trªn khuûu thø 1 cßn cæ 6-0 ngoµi chÞu lùc t¸c dông cña lùc trªn trôc thø 6 ra cßn chÞu thªm t¶i träng cña b¸nh ®µ. Tæng m«men Mi cña c¸c khñy tÝnh theo c¸ch lËp b¶ng Ti. Sau khi vÏ ®­êng biÓu diÔn quan hÖ T – α ta x¸c ®Þnh ®­îc tæng lùc tiÕp tuyÕn trung b×nh Ttb dïng ®Ó nghiÖm l¹i c«ng suÊt chØ thÞ cña ®éng c¬: Ni = (kW) Trong ®ã: φ - hÖ sè hiÖu ®Ýnh ®å thÞ c«ng. NÕu khi x¸c ®Þnh pkt ®· c¨n cø vµo ®å thÞ c«ng hiÖu ®Ýnh th× φ = 1. n- sè vßng quay cña ®éng c¬ (vg/phót), R- b¸n kÝnh quay cña trôc khuûu 2.3.2. Yªu cÇu kû thuËt: Tuæi thä cña c¬ cÊu trôc khuûu thanh truyÒn chñ yÕu phô thuéc vµo tuæi thä cña trôc khuûu v× vËy ®èi víi kÕt cÊu trôc khuûu ph¶i chó ý ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau: *Yªu cÇu vÒ ®é chÝnh x¸c gia c«ng: + §é chÝnh x¸c vÒ kÝch th­íc cæ trôc chÝnh vµ cæ biªn ®¹t cÊp chÝnh x¸c 2 +§é c«n cho phÐp cu¶ cæ trôc kh«ng ®­îc v­ît qu¸: + §é «van cho phÐp: + §é kh«ng song cña cæ trôc chÝnh so víi c¸c cæ biªn kh«ng ®­îc v­ît qu¸: ®o trªn toµn bé chiÒu dµi cña mét cæ. +§é kh«ng ®ång t©m gi÷a c¸c cæ trôc kh«ng ®­îc v­ît qu¸: (0.25¸ 0.35) *Yªu cÇu vÒ ®é nh¸m bÒ mÆt: +C¸c cæ trôc chÝnh, cæ biªn gia c«ng ®¹t ®Õn ®é bãng bÒ mÆt Ra = 0.16 (Ñ10) +§èi víi c¸c cæ trôc lµm viÖc víi c¸c bÒ mÆt cña b¹c lãt, b¹c ®Çu to thanh truyÒn b¨ng ®ång hoÆc ch×, th× gia c«ng bÒ mÆt ®¹t ®é bãng cao h¬n. *Yªu cÇu vÒ kÕt cÊu: -Cæ chèt vµ cæ trôc ph¶i cã ®é cøng v÷ng ,®é bãng bÒ mÆt cao -Cã søc bÒn lín, ®é cøng v÷ng lín, träng l­îng nhá Ýt mßn. -Cã ®é chÝnh x¸c gia c«ng cao, bÒ mÆt lµm viÖc cña trôc cÇn cã ®é bãng bÒ mÆt, ®é cøng cao. -Kh«ng x¶y ra hiÖn t­¬ng dao ®éng céng h­ëng trong ph¹m vi tèc ®é sö dông. -KÕt cÊu cña trôc khuûu ph¶i ®¶m b¶o tÝnh c©n b»ng vµ tÝnh ®ång ®Òu cña ®éng c¬ nh­ng ®ång thêi ph¶i dÔ chÕ t¹o. 2.4. C¸c h­ háng th­êng gÆp ë trôc khuûu Nh÷ng h­ háng th­êng gÆp trong qu¸ t×nh lµm viÖc cña trôc khñy lµ : Cæ trôc bÞ mßn, bÞ r¹n nøt; trôc bÞ cong hoÆc bÞ xo¾n; bÒ mÆt cæ trôc bÞ x­íc, rç; trôc khuûu bÞ g·y. Cæ trôc, cæ thanh truyÒn bÞ mßn : Khi ®éng c¬ lµm viÖc, do t¶i träng cña ¸p lùc khÝ ch¸y trong xilanh lµm cho c¸c bÒ mÆt c« trôc vµ cæ thanh truyÒn bÞ mßn. Cæ trôc vµ cæ thanh truyÒn th­êng bÞ mßn kh«ng ®Òu. Khi trôc khuûu quay, lùc ly t©m do ®Çu to thanh truyÒn sinh ra lµm cho ®Çu to thanh tuyÒn cã xu h­íng rêi khái cæ thanh truyÒn vµ th­êng xuyªn Ðp vµo bÒ mÆt phÝa trong (gÇn ®­êng t©m trôc khuûu). Do t¸c dông lau dµi cña lùc ly t©m nªn bÒ mÆt phÝa trong cæ trôc thanh truyÒn bÞ mßn nhiÒu h¬n phÝa ngoµi. T¬ng thù nh­ vËy, ë cæ trôc chÝnh th× mÆt gÇn kÒ cæ trôc thanh truyÒn bÞ mßn nhiÒu. MÆt kh¸c dÇu b«itr¬n d­íi t¸c dông cña lùc ly t©m lµm cho c¸c t¹p chÊt cøng cã träng l­îng lín v¨ng ra tËp trung vÒ mét ®Çu cæ trôc g©y mßn c«n cho cæ trôc thanh truyÒn. Cæ trôc thanh truyÒn th­êng bÞ mßn nhanh h¬n cæ trôc chÝnh, l­îng mßn cña cæ trôc thanh truyÒn th­êng gÊp 2 lÇn l­îng mßn ë cæ trôc chÝnh. Trong c¸c cæ trôc chÝnh l­îng mßn còng kh«ng ®Òu nhau, cæ chÝnh gÇn b¸nh ®µ mßn nhiÒu h¬n c¸c cæ kh¸c do chÞu t¶iträng cña b¸nh ®µ. 2.4.2 Trôc khuûu bÞ cong vµ bÞ xo¾n Nguyªn nh©n g©y biÕn d¹ng cong vµ xo¾n cña trôc khuûu chñ yÕu do: Khe hë cña gèi ®ì vµ cæ trôc qu¸ lín, trong khi lµm viÖc cã sù va vÊp. Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc chÞu m«men xo¾n qu¸ lín, gèi ®ì bÞ ch¸y lµm trôc khuûu quay khã kh¨n. Khe hë gèi ®ì vµ cæ trôc qu¸ nhá hoÆc m«men xiÕt èc cæ trôc kh«ng ®Òu, xiÕt èc kh«ng ®óng tr×nh tù quy ®Þnh. §éng c¬ t¨ng ga ®ét ngét lµm trôc khuûu chÞu øng suÊt qu¸ lín g©y nªn biÕn d¹ng ®ét ngét lµm trôc khñy bÞ xo¾n hoÆn cong. Ngoµi ra sù lµm viÖc cña ®éng c¬ kh«ng æn ®Þnh, trôc khuûu chÞu lùc kh«ng ®Òu, c¸c vÞ trÝ cña c¸c chi tiÕt trong c¬ cÊu khuûu trôc thanh truyÒn kh«ng ®óng còng cã thÓ lµm cho trôc khuûu bÞ cong, xo¾n. 2.4.3. Trôc khuûu bÞ r¹n nøt, g·y Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc,trôc khuûu cã thÓ bÞ r¹n nøt. VÕt nøt th­êng x¶y ra ë phÇn tiÕp gi¸p gi÷a cæ trôc, cæ thanh truyÒn vµ m¸ khuûu (vai trôc). Cã nhiÒu nguyªn nh©n lµm cho trôc khñy bÞ r¹n nøt: B¸n kÝnh gãc l­în gi÷a m¸ khuûu víi cæ trôc, cæ thanh truyÒn kh«ng ®óng g©y ra suÊt tËp trung. Khe hë gi÷a gèi ®ì vµ cæ trôc qu¸ lín g©y ra va dËp theo chu kú t¹o nªn øng suÊt thay ®æi g©y ra r¹n nøt. VÕt nøt xuÊt hiÖn sÏ ph¸t triÓn nhanh vµ g©y ra g·y trôc khñy. Trôc khuûu th­êng bÞ g·y do t¶i träng ®éng vµ do mÖt mái cña vËt liÖu chÕ t¹o. C¸c sù cè trªn g©y nªn tr¹ng th¸i chÞu t¶i v­ît møc qu¸ nhiÒu lÇn lµm cho tÝnh chÊt mÖt mái cña vËt liÖu gia t¨ng dÉn ®Õn g·y trôc (t¹i chç yÕu nhÊt) nh­ c¸c vïng cæ biªn ®u«i trôc. C¸c vÕt g·y cña trôc khuûu th­êng lµ mÆt v¸t 450 so víi trôc quay cña nã. 2.4.4 BÒ mÆt cña cæ trôc, cæ thanh truyÒn, gèi ®ì bÞ x­íc, ch¸y rç Ngoµi h­ háng do mßn, trôc khuûu th­êng h­ háng do cæ trôc, cæ thanh truyÒn bÞ x­íc, ch¸y rç. Nguyªn nh©n g©y x­íc, ch¸y rç do: §iÒu kiÖn vµ chÊt l­îng dÇu b«itr¬n kÐm, trong dÇu cã nhiÒu t¹p chÊt nh­ bôi bÈn, cã lÉn h¹t mµi hoÆc bÞ rß rØ n­íc vµo hÖ thèng b«i tr¬n, ®­êng dÇu b«i tr¬n bÞ t¾c. Khe hë gi÷a b¹c vµ cæ trôc, cæ thanh truyÒn qu¸ nhá, trong qu¸ tr×nh lµm viÖc sinh ra nhiÖt lµm ch¸y rç bÒ mÆt cæ trôc. L¾p r¸p kh«ng ®óng, lç dÇu trªn b¹c kh«ng trïng víi lç dÇu trªn th©n m¸y lµm dÇu b«i tr¬n kh«ng vµo bÒ mÆt cæ trôc, cæ thanh truyÒn. Ch­¬ng3. ph©n tÝch kÕt cÊu trôc khuûu cña ®éng c¬ d6bj §©y lµ trôc khuûu ®éng c¬ ®iªzel 4 kú víi 6 xilanh bè trÝ th¼ng hµng víi thø tù næ lµ: 1-5-3-6-2-4 , gãc c«ng t¸c lµ 1200. C¸c th«ng sè kû thu©tj cña trôc khuûu D6BJ lµ: Tæng chiÒu dµi c¬ së cña trôc khuûu lµ : 1495 mm. §­êng kÝnh cæ trôc chÝnh lµ :94 mm §­êng kÝnh cæ trôc biªn lµ :84 mm ChiÒu dµy cæ trôc chÝnh lµ :56±0,1 mm ChiÒu dµy cæ trôc biªn lµ :70±0,1 mm. §­êng kÝnh lç rçng trong cæ trôc chÝnh vµ cæ trôc biªn lµ 50±0,1 mm. Lç khoan dÉn dÇu tõ cæ trôc chÝnh ®Õn cæ trôc biªn : 6±0,1 mm. ChiÒu dµy m¸ khuûu :22±0,1 mm ChiÒu réng m¸ khuûu lµ : 186±0,01 mm §­êng kÝnh lç khoan dÉn dÇu trªn cæ biªn lµ: 6±0,1 mm. Trôc khñy ®éng c¬ D6BJ ®­îc chÕ t¹o rçng ë bªn trong nh»m gi¶m träng l­îng cho trôc khuûu, chøa dÇu b«i tr¬n vµ lµ chi tiÕt t¹o l¾ng khi ®éng c¬ lµm viÖc sinh ra c¸c h¹t mµi mßn, chóng sÏ ®­îc lãng vµo trong, do ly qu¸n tÝnh ly t©m chóng sÏ l¾ng ®äng l¹i ë thµnh èng. Do cæ trôc chÝnh vµ cæ trôc biªn ®­îc chÕ t¹o rçng nªn ®Ó chøa dÇu b«i tr¬n cho b¹c lãt ®Çu to thanh truyÒn vµ b¹c lãt gèi ®ì trôc khñy ph¶i bao kÝn hai ®Çu l¹i b»ng n¾p cæ khuûu. Chóng ®­îc liªn kÕt víi nhau b»ng bul«ng, kÕt cÊu nh­ h×nh vÏ: H×nh 7: KÕt cÊu cña trôc khuûu ghÐp 5-N¾p cæ trôc khuûu, 6-Gio¨ng, 7-D©y cuèn, 8- §Öm, 9-Bul«ng, 10-Vßng ®Öm. §©y lµ trôc khuûu ®óc nªn lç dÉn dÇu b«i tr¬n ng­êi ta ®óc th¼ng tõ cæ trôc chÝnh ®Õn cæ trôc biªn b»ng c¸ch khi chÕ t¹o khu«n ®óc ng­êi ta lµm c¸c èng b»ng th¹ch cao ®óng b»ng èng dÉn dÇu, sau khi nguéi ng­êi ta thæi th¹ch cao ®i. V× lµ ®éng c¬ 4 kú 6 xilanh th¼ng hµng nªn c¸c xilanh 1 vµ 6; 2 vµ 5; 3 vµ 4 song hµnh víi nhau tõng ®«i mét. C¸c xilanh ®­îc bè trÝ lÖch nhau mét gãc lµ 1200.Trªn c¸c cæ trôc chÝnh vµ cæ trôc biªn cã khoan lç dÉn dÇu b«i tr¬n cho b¹c lãt thanh truyÒn vµ cæ trôc chÝnh ®­îc lÊy tõ trong c¸c cæ trôc. Tïy thuéc vµo vÞ trÝ cæ trôc ®ã mµ cã lç khoan phï hîp. Lç khoan ®ã ph¶i trïng víi lç khoan ë b¹c lãt ë cæ trôc vµ b¹c lãt thanh truyÒn. H×nh d¹ng cña cæ trôc chÝnh vµ cæ trôc biªn nh­ h×nh vÏ: H×nh 8: H×nh d¹ng cæ trôc chÝnh vµ cæ trôc biªn Trªn trôc khñy ®éng c¬ D6BJ ®­îc bè trÝ c¸c m¸ trßn, ®­êng kÝnh cña m¸ lín nhÊt lµ :184,86 mm. Trªn ®ã cã khoan c¸c lç c©n b»ng ®éng, tïy thuéc vµo tõng vÞ trÝ mµ bè trÝ kh¸c nhau. KÕt cÊu cña trôc khuûu khi nh×n däc trôc nh­ sau: H×nh 8: Trôc khuûu nh×n däc trôc M¸ khuûu ë ®©y lµ d¹ng m¸ trßn, trªn ®ã cã khoan c¸c lç ®Ó c©n b»ng ®éng cho trôc khuûu. Trªn ®u«i trôc khuûu cã khoan c¸c lç lÊy dÇu s¹ch, tïy thuéc vµo vÞ trÝ mµ bè trÝ c¸c lç khoan kh¸c nhau nh­ h×nh vÏ : H×nh 9: VÞ trÝ khoan c¸c èng lÊy dÇu s¹ch §Çu trôc khuûu cã phay then hoa l¾p b¸nh r¨ng dÉn ®éng cho c¸c hÖ thèng nh­ : b¬m dÇu b«i tr¬n, m¸y khëi ®éng, b¬m n­íc hÖ thèng lµm m¸t… Do trôc khuûu ®­îc chÕ t¹o rçng nªn ®Çu trôc khuûu ng­êi ta lµm rêi so víi trôc khuûu chø kh«ng ®óc liÒn. §Ó l¾p víi trôc khuûu ng­êi ta cã c¸c chèt h·m 3 ®Ó liªn kÕt ®Çu trôc víi trôc khuûu. KÕt cÊu ®Çu trôc khuûu nh­ h×nh vÏ: H×nh 10: KÕt cÊu ®Çu trôc khuûu 1-Trôc khuûu, 2-§Çu trôc, 3-Chèt h·m, 4-èng nghiªng dÉn dÇu. §u«i trôc khuûu cÊu t¹o nh­ h×nh vÏ. Trªn ®u«i trôc khuûu cã phay then hoa ®Ó l¾p b¸nh ®µ. Ngoµi ra trªn ®u«i trôc cßn cã c¸c lç khoan dÉn dÇu s¹ch b«i tr¬n cho cæ trôc vµ b¸nh r¨ng. ë phÇn ®u«i ®­îc chÕ t¹o rçng ®Ó l¾p æ bi kim ®Ó l¾p trôc chñ ®éng cña ly hîp. H×nh 11: KÕt cÊu ®u«i trôc khñy 11- èng, 12-VÝt, 13-Lß xo, 14-§Üa ®iÒu chØnh, 15-Gug«ng Trªn ®u«i trôc cã c¸c lç dÉn dÇu s¹ch ®­a ®i b«i tr¬n cho gèi ®ì trôc khuûu. Tïy vÞ trÝ mµ lç dÉn dÇu ®­îc khoan nh­ h×nh 9. KÕt luËn Trªn ®©y lµ bµi lµm ph©n tÝch kÕt cÊu cña hÖ thèng trôc khuûu nãi chung vµ trôc khuûu ®éng c¬ D6BJ nãi riªng. Trong qu¸ tr×nh lµm cßn cã nhiÒu thiÕu sãt mong ®­îc c¸c thÇy chØ b¶o tËn t×nh. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n// Môc lôc Ch­¬ng môc chÝnh Trang NhËn xÐt cña gi¸o viªn…………………………………………………1 Më ®Çu 2 Ch­¬ng I : Giíi thiÖu vÒ «t« t¶i HYUNDAI 5 tÊn 3 I. C¸c th«ng sè kü thuËt cña xe HYUNDAI 3 Ch­¬ng 2 : Ph©n tÝch c¸c d¹ng trôc khuûu………………………….7 2.1. NhiÖm vô, ®iÒu kiÖn lµm viÖc, vËt liÖu chÕ t¹o 7 2.1.1. NhiÖm vô 7 2.1.2. §iÒu kiÖn lµm viÖc 7 2.1.3. Yªu cÇu .7 2.1.4. §iÒu liÖn lµm viÖc .7 2.2. §Æc ®iÓm kÕt cÊu c¸c d¹ng trôc khuûu... .7 2.2.1. Trôc khuûu nguyªn……………………………………………….7 2.2.2. Trôc khuûu ghÐp…………………………………………………11 2.2.3 Trôc khuûu thiÕu cæ………………………………………………12 2.2.4 Trôc khuûu h×nh ch÷ V……………………………………………12 2.3 C¸c th«ng sè kû thuËt vµ yªu cÇu c¶u chi tiªt……………………….13 2.3.1 Th«ng sè kû thuËt……………………………………………….....13 2.3.2 Yªu cÇu kû thuËt…………………………………………………...15 2.4 C¸c h­ háng th­êng gÆp ë trôc khuûu……………………………….16 2.4.1 Cæ trôc, cæ thanh truyÒn bÞ mßn……………………………………17 2.4.2 Trôc khuûu bÞ cong vµ xo¾n………………………………………..17 2.4.3 Trôc khuûu bÞ r¹n nøt, g·y………………………………………….18 2.4.4 BÒ mÆt cña cæ trôc, cæ thanh truyÒn, gèi ®ì bÞ x­íc, ch¸y rç……….18 Ch­¬ng 3. Ph©n tÝch kÕt cÊu trôc khuûu cña ®éng c¬ D6BJ………….19 KÕt luËn…………………………………………………………….…….23 Môc lôc……………………………………………………………..….....24