Chương VI. THÂN MÁY VÀ NẮP XY LANH (Engine Block and Cylinder head) MỤC TIÊU BÀI HỌC ❖Trình bày được điều kiện làm việc. ❖Trình bày được vật liệu chế tạo. ❖Trình được kết cấu của thân máy và nắp xt lanh NỘI DUNG BÀI HỌC I.
KHÁI NIỆM CHUNG. NẮP XY LANH. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA THÂN MÁY VÀ NẮP XY LANH CỦA ĐỘNG CƠ. I- KHÁI NIỆM CHUNG ❖ Thân máy và nắp máy là những chi tiết cố định dùng để lắp các cơ cấu và hệ thống của động cơ.
Nắp máy Thân xilanh Cacte 1. Nắp xy lanh. Thân xy lanh 4. Hộp trục khuỷu 5.Cacte dầu Yêu cầu thân máy và nắp xy lanh ❑ Có đủ sức bền và độ cứng vững để chịu đựng được tải trọng lớn và nhiệt độ cao.
❑ Dễ dàng tháo lắp và điều chỉnh các cơ cấu khác lắp trên thân máy và nắp xy lanh. ❑ Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo. ❑ Đảm bảo các yêu cầu đặc biệt như: kết cấu của buồng cháy, sự lưu thông của nước làm mát tốt v. v… ❑ Có khối lượng nhỏ.
THÂN MÁY ➢ Là chi tiết có kích thước và khối lượng lớn. ➢Động cơ cỡ nhỏ (ô tô, máy kéo, môtô…) khối lượng chiếm 30÷60%. ➢Động cơ diesel, tầu thủy, tĩnh tại khối lượng chiếm 50÷70%. THÂN MÁY Nhiệm vụ Dùng để lắp các cơ cấu và hệ thống của động cơ.
Thân máy Chữ I (4 xi lanh) II. Kết cấu của thân máy.1 Kết cấu của loại thân máy kiểu thân xy lanh - hộp trục khuỷu. Loại thân máy kiểu thân xy lanh-hộp trục khuỷu được dùng rất phổ biến trong động cơ ôtô máy kéo, động cơ tĩnh tại và động cơ tàu thuỷ cỡ nhỏ. Thân máy kiểu thân xylanh chịu lực của động cơ ôtô máy kéo.
Kết cấu của thân máy.1 Kết cấu của loại thân máy kiểu thân xy lanh - hộp trục khuỷu. Loại thân máy kiểu thân xy lanh-hộp trục khuỷu được dùng rất phổ biến trong động Thân máy kiểu vỏ thân chịu lực cơ ôtô máy kéo, động cơ tĩnh tại và động cơ tàu thuỷ cỡ nhỏ. THÂN MÁY Các biện pháp nâng cao độ cứng vững thân máy. ➢Ổ trục khuỷu trên thân máy đều đúc liền với các vách ngăn trên thân máy.
Thân máy kiểu gujông chịu lực. THÂN MÁY Các biện pháp nâng cao độ cứng vững thân máy. ➢Hạ thấp mặt phân chia nửa trên và nửa dưới của hộp trục khuỷu xuống thấp hơn mặt phân chia ổ trục Thân máy kiểu vỏ thân chịu lực II. THÂN MÁY Các biện pháp nâng cao độ cứng vững thân máy.
➢Tăng số ổ trục khi cần thiết. Thân máy kiểu thân xylanh Hộp trục khuỷ của động cơ chữ V II. THÂN MÁY Các biện pháp nâng cao độ cứng vững thân máy. ➢Ổ trục khuỷu trên thân máy đều đúc liền với các vách ngăn trên thân máy.
➢Hạ thấp mặt phân chia nửa trên và nửa dưới của hộp trục khuỷu xuống thấp hơn mặt phân chia ổ trục ➢Tăng số ổ trục khi cần thiết. Thân máy kiểu thân xylanh Hộp trục khuỷu của động cơ xăng dùng xupáp treo. Kết cấu của thân máy. Thân máy kiểu thân rời.
Thân máy theo kiểu thân rời để dễ chế tạo (đúc và gia công). Dùng trong động cơ tĩnh tại, tàu thuỷ, máy bay và ôtô máy kéo có công suất lớn. Chia thành hai loại chính: ➢Loại thân rời dùng nắp xy lanh riêng. ➢Loại thân rời liền với nắp xy lanh.
Kết cấu của thân máy. Ổ trục và bạc lót. ➢Ô trục thường dùng bạc lót có tráng lớp hợp kim chịu mòn : babít, đồng – chì, hợp kim nhôm, hợp kim gốm… ➢Bạc lót lắp trong ổ trục theo chế độ lắp căng. ➢Đối với hộp trục khuỷu bằng gang, độ dôi lắp ghép không quá 0,06÷0,08mm II.
Kết cấu của thân máy. Lót xy lanh Lót xy lanh là một chi tiết máy có dạng ống, được lắp vào thân máy nhằm mục đích kéo dài tuổi thọ của thân máy. Có hai loại lót xy lanh: -Lót xy lanh khô. -Lót xy lanh ướt.
Kết cấu của thân máy. Lót xy lanh Mặt trong lót xy lanh được gia công rất chính xác, mài bóng gọi là mặt gương. Độ côn và độ ôvan cho phép thường nằm trong phạm vi 0,01 ÷ 0,06mm (đối với các loại động cơ có D = 80 ÷ 450mm). Kết cấu của thân máy.
Lót xy lanh Các loại lót xy lanh phải đảm bảo các yêu cầu sau. ➢Có đủ sức bền để chịu đựng áp suất khí thể. ➢Khi piston trượt trên mặt gương xy lanh, tổn thất ma sát ít. ➢Chống được ăn mòn hoá học trong môi trường nhiệt độ cao.
➢Không rò nước ( đối với loại lót xy lanh ướt) xuống cácte dầu. ➢Giãn nở tự do theo hướng dọc trục. THÂN MÁY a) Lót xy lanh khô. Ưu điểm của các loại lót khô là : ❖Lót xy lanh có độ cứng vững lớn, vì vậy có thể làm mỏng và do đó tốn ít vật liệu quý.
❖Lót xy lanh khô không trực tiếp tiếp xúc với nước làm mát nên không sợ rò nước. + Xilanh đúc liền với thân xilanh Thân xilanh Xilanh II. THÂN MÁY b) Lót xy lanh ướt. Là lót xy lanh trực tiếp tiếp xúc với nước làm mát.
Nhược điểm: - Khó bao kín, dễ bị rò chảy nước xuống cácte làm hỏng dầu nhờn. - Độ cứng vững của lót xy lanh kém hơn loại lót khô. THÂN MÁY b) Lót xy lanh ướt. Là lót xy lanh trực tiếp tiếp xúc với nước làm mát.
Ưu điểm: + Tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát nên được làm mát tốt, không xảy ra hiện tượng lót xy lanh quá nóng. + Công nghệ đúc thân máy trở nên dễ dàng, đồng thời có thể đúc thân máy bằng vật liệu xấu hơn vật liệu làm lót. + Gia công lót xy lanh tương đối đơn giản, khi sửa chữa thay thế cũng dễ dàng. THÂN MÁY b) Lót xy lanh ướt.
❑ Khi làm việc không được xoay nhưng có thể giãn nở tự do theo chiều trục. ❑ Đảm bảo không bị lọt khí và rò nước. Nhiệm vụ - Nắp máy cùng với xilanh 4-Stroke-Engine và đỉnh pittông tạo thành buồng cháy của động cơ. NẮP XY LANH 1.
Đại cương về nắp xy lanh. ❑ Nắp xy lanh là chi tiết máy đậy kín một đầu xy lanh ở ĐCT. ❑ Cơ cấu lắp trên nắp xy lanh như: Bougie, vòi phun, cơ cấu xupap, cơ cấu giảm áp, chi tiết hệ thống làm mát,… ❑Trên nắp máy bố trí đường nạp, thải, nước làm mát, dầu bôi trơn… Bộ phận phân phối Bugi 4-Stroke-Engine khí Ống Thải Ống Nạp Cánh Tản Nhiệt III. NẮP XY LANH 1.
Đại cương về nắp xy lanh. ❑ Điều kiện làm việc của nắp xy lanh rất xấu: -Chịu nhiệt độ cao. -Ứng suất nén khi siết bulong hoặc gujông. NẮP XY LANH 1.
Đại cương về nắp xy lanh. ❑ Nắp xy lanh cần đảm bảo: -Có buồng cháy tốt. -Đủ sức bền và độ cứng vững. -Dễ dàng tháo lắp và điều chỉnh cơ cấu lắp trên nó.
-Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, tránh được ứng suất nhiệt. -Đảm bảo đạy kín xy lanh, không lọt khí, rò nước. NẮP XY LANH 1. Đại cương về nắp xy lanh.
❑ Vật liệu chế tạo nắp xy lanh. -Động cơ diesel làm mát bằng nước đúc bằng gang hợp kim. Dùng khuôn đúc bằng cát. -Động cơ làm bằng gió đúc bằng hợp kim nhôm.
Dùng khuôn kim loại. -Động cơ xăng đều dùng hợp kim nhôm: nhẹ, tản nhiệt và tăng được tỉ số nén. Cấu Tạo ❖ Cấu tạo nắp máy tùy thuộc vào việc lắp đặt, bố trí các chi tiết và cụm chi tiết. ❖Nắp máy động cơ làm mát bằng nước dùng cơ cấu phân phối khí xupap treo có áo nước làm mát, đường ống nạp, thải và lỗ lắp các xupap.
❖ Nắp máy động cơ làm mát bằng không khí dùng cơ cấu phân phối khí xupap đặt hoặc động cơ 2 kì thường có cấu tạo đơn giản hơn. NẮP XY LANH 2. Nắp xy lanh động cơ xăng. Kết cấu nắp xy lanh động cơ xăng phụ thuộc vào: - Kết cấu buồng cháy.
- Số xupap và cách bố trí. - Số đường nạp, thải trên nắp xy lanh. NẮP XY LANH 2. Nắp xy lanh động cơ xăng.
Dạng buồng cháy bố trí trên nắp xy lanh ảnh hưởng rất lớn đến: ➢ Hiệu suất nạp khí vào xy lanh. ➢ Thải sạch khí thải. ➢ Tốc độ và thời gian cháy nhiên liệu. ➢ Mức độ mãnh liệt của quá trình cháy.
➢ Tổn thất truyền nhiệt. NẮP XY LANH 2. Nắp xy lanh động cơ xăng. Dạng buồng cháy hợp lý sẽ làm giảm: - Mức độ kích nổ.
- Tạo điều kiện tăng tỉ số nén. Do đó nắp xy lanh cần đảm bảo làm mát đều buồng cháy, tránh xẩy ra các vùng quá nóng, III. NẮP XY LANH 2. Nắp xy lanh động cơ xăng.
Vật liệu nắp xy lanh: Sử dụng nắp xy lanh đúc bằng nhôm. Nên thế nhiệt độ thấp hơn của nắp xy lanh gang từ 30o – 45o III. NẮP XY LANH 2. Nắp xy lanh động cơ xăng.
Bố trí xupap. Xupap treo dùng buồng cháy: ❖ Buồng cháy bán cầu (chỏm cầu). ❖ Buồng cháy hình chêm… Buồng cháy bán cầu ❖ Động cơ xăng 2 kỳ dùng buồng cháy bán cầu. Buồng cháy hình chêm III.
NẮP XY LANH 2. Nắp xy lanh động cơ xăng. Bố trí xupap. SƠ ĐỒ CẤU TẠO NẮP MÁY ĐỘNG CƠ XĂNG 4 KÌ 1 2 3 4 5 1-Áo Nước 2-Lỗ Lắp xupap 3- Đường ống nạp ( thải) 4- Lỗ lắp bugi 5- Buồng cháy III.
NẮP XY LANH 2. Nắp xy lanh động cơ xăng. Vị trí bougie được bố trí: ➢Phía trên xupáp nạp. ➢Phía trên xupáp thải, để cải thiện quá trình cháy, có khả năng chống cháy sớm và kích nổ.
➢Ơ khoảng giữa hai xupáp. ➢Lỗ ren lắp bougie có kích thước M18, M14, và M10. NẮP XY LANH 3. Nắp xy lanh động cơ diesel.
Nắp xy lanh của động cơ diesel phức tạp hơn nắp xy lanh của động cơ xăng nhiều. Vì trên nó phải bố trí rất nhiều cơ cấu và chi tiết máy: cơ cấu xupáp, buồng cháy phụ, vòi phun, bougie sấy nóng, cơ cấu khởi động bằng khí nén, đường nước làm mát, đường thải nạp v. NẮP XY LANH 3. Nắp xy lanh động cơ diesel.
Kết cấu nắp xy lanh phải đảm bảo: ➢Buồng cháy phải tạo thành xoáy lốc. ➢Kết cấu buồng cháy phải gọn, tránh tổn thất nhiệt và tổn thất lưu động của dòng khí trong quá trình cháy. ➢Vị trí của vòi phun, xupáp nạp, xupáp thải và đường nạp, đường thải có lợi cho quá trình tạo thành khí hỗn hợp và quá trình thay khí. NẮP XY LANH 3.
Nắp xy lanh động cơ diesel. Các dạng buồng cháy: ➢ Buồng cháy gián tiếp (cháy phụ). ➢ Buồng cháy thống nhất (trực tiếp). ➢ Buồng cháy xoáy lốc.
Buồng cháy phụ). Buồng cháy xoáy lốc Buồng cháy thống nhất III. NẮP XY LANH 4. Gioăng bao kín (Head Gasket).