Kiểm tra sửa chữa bộ phận chuyển động của động cơ

I.  NHIỆM VỤ CỦA BỘ PHẬN CHUYỂN ĐỘNG.
Bộ phận chuyển động của động cơ biến lực tác dụng của khí cháy thành chuyển động quay của để dẫn động các bộ phận công tác như: máy phát điện, máy bơm nước, bánh xe chủ động của ô tô, xe máy…
II. CẤU TẠO CHUNG CỦA BỘ PHẬN CHUYỂN ĐỘNG
Bộ phận chuyển động của động cơ, bao gồm: pit tông, chốt pit tông, xéc măng, thanh truyền, trục khuỷu và bánh đà.

Các chi tiết chuyển động của động cơ

III. LỰC TÁC DỤNG LÊN CƠ CẤU TRỤC KHUỶU - THANH TRUYỀN 

Khi động cơ làm việc, các chi tiết của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền chịu tác dụng của lực do khí cháy giãn nở và lực quán tính của các chi tiết hoặc bộ phận chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay.

1. Lực khí cháy

Trong quá tình cháy giãn nở, khí cháy trong xi lanh có áp suất rất cao, đẩy pit tông dịch chuyển từ ĐCT xuống ĐCD, qua thanh truyền làm quay trục khuyủ và phát sinh công. Lực khí cháy có trị số biến đổi và thuộc vào vị trí pit tông trong xi lanh hay góc quay của trục khuỷu.

2. Lực quán tính

a. Lực quán tính chuyển động tịnh tiến

Lực quán tính chuyển động tịnh tiến sinh ra do sự chuyển động không đều của nhóm pit tông, (bao gồm tông, chốt pit tông và xéc măng) và phần trên của thanh truyền (bằng 1/4 khối lượngđầu nhỏ thanh truyền chuyển động tịnh tiến đã được quy dẫn về tâm chốt).

Khi động cơ làm việc, nếu pit tông ở ĐCT hoặc ĐCD, thì tốc độ pit tông bằng không và pit tông đổi hướng chuyển động, còn gia tốc của nó lại có trị số lớn nhất, nhưng sau khi đã qua các điểm chết, tốc độ của pit tông lại tăng dần và có trị số lớn nhất ở khoảng giữa của hành trình, còn gia tốc của nó giảm dần cho đến khi có trị số bằng không. Như vậy, pit tông hay nhóm pit tông chuyển động tịnh tiến đi lại là chuyển động không đều hay chuyển động có gia tốc thay đổi.

b. Lực quán tính chuyển động quay

Lực quán tính chuyển động quay, hay lực quán tính ly tâm Pq sinh ra do sự chuyển động quay đều của các bộ phận không cân bằng bao gồm chốt khuỷu, má khuỷu và phần dưới của thanh truyền (bằng 1/3 khối lượng của thanh truyền chuyển động quay đã được dời về tâm chốt khuỷu hay cổ biên).

3. Hợp lực và mô men 

Lực và mô men tác dụng ở cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền

Lực tác dụng lên đỉnh pit tông hay chốt pit tông P là lực tác dụng của khí cháy Pk và lực quán tính chuyển động tịnh tiến Pj .

P = Pk + Pj (N)

Tại tâm chốt pit tông, lực P được phân tích thành hai lực sau:

Lực Ptt tác dụng trên đường tâm thanh truyền và đẩy thanh truyền đi xuống.

Trong đó:  - góc lệch giữa đường tâm xi lanh và đường tâm thanh truyền.

Lực N (lực ngang) tác dụng theo chiều thẳng góc với đường tâm xi lanh, ép pit tông vào xi lanh gây nên sự mài mòn của pit tông, xéc măng và xi lanh. 

N = P. tgB  

Dời lực Ptt đến tâm chốt khuỷu hay cổ biên rồi lại phân tích thành hai lực:                                                                         

Lực tiếp tuyến T làm quay trục khuỷu và truyền công suất ra ngoài. Lực tiếp tuyến T tạo ra mô men quay của động cơ M = T. R để dẫn động máy công tác (máy bơm nước, máy phát điện, bánh xe chủ động của ôtô, máy kéo và môtô xe máy...).

Lực pháp tuyến Z gây nên sự mài mòn của cổ trục.    

Như vậy, ngoài lực tiếp tuyến T là có ích, còn các lực khác là có hại như: lực khí cháy, lực ngang N, lực pháp tuyến Z, lực quán tính chuyển động tịnh tiến Pj và lực quán tính ly tâm Pq . Các lực này làm cho động cơ rung động và chóng mòn.

Để cân bằng lực quán tính chuyển động quay Pq, thường dùng đối trọng đặt trên phương kéo dài của má khuỷu, ngược chiều với chốt khuỷu hay cổ biên. Còn các lực khác để cho khung bệ của động cơ chịu đựng. 

II. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH

1. Tháo rời các chi tiết bộ phận chuyển động

- Nới lỏng các đai ốc cố định bánh đà với trục khuỷu.

- Tháo các các te, đệm và phao lọc, ống dầu và bơm dầu.

- Tháo nhóm pit tông - thanh truyền ra khỏi động cơ

Quay cho pit tông cần tháo xuống điểm chết dưới và kiểm tra xem thanh truyền có dấu thứ tự không, nếu không có dấu thì phải dùng đột để đánh dấu. Số thanh truyền phải được đánh dấu về phía lỗ phun dầu trên thanh truyền và đánh từ đầu máy đánh lại (máy số 1 ở phía đầu máy). Đánh dấu cả trên đỉnh pit tông.

Doa gờ xi lanh

Tháo đai ốc thanh truyền, lấy nắp thanh truyền. Khi tháo hai đai ốc thanh truyền cần phảI tháo đều, đối xứng và phảI dùng tuýp đúng cỡ, đúng loại.

Tháo nắp và bạc lót thanh truyền. Nếu nắp này quá chặt, hãy gõ nhẹ bằng búa cao su hoặc búa có đầu chì hoặc đồng để lấy ra. Nhấc nắp và bạc lót ra, chú ý không để rơi bạc lót ra ngoài.

Dùng thanh gỗ tì vào vai đầu to thanh truyền để đẩy ngược nhóm pit tông - thanh truyền lên phía trên để thanh truyền rời khỏi trục khuỷu, một tay đỡ đầu to thanh truyền và tiếp tục đẩy nhóm pit tông - thanh truyền ngược để lấy ra khỏi xi lanh.

Chú ý: Nếu xi lanh có gờ ở phía trên đỉnh pit tông, thì phải dùng dao để doa hết gờ trước khi lấy pit tông - thanh truyền ra khỏi xi lanh, nếu không xéc măng sẽ bị gãy.

Sau khi tháo nhóm pit tông - thanh truyền ra khỏi xi lanh phải lắp trả lại các nắp, đệm và đai ốc của các thanh truyền. Tương tự lần lượt tháo các nhóm pit tông - thanh truyền còn lại. Các nhóm pit tông – thanh truyền cần được để lên một giá đỡ bằng gỗ tránh làm hư hỏng, xây xước bề mặt các chi tiết sau khi tháo. 

Giá đỡ nhóm pit tông

- Tháo vấu khởi động và puly dẫn động, chú ý không được dùng búa gõ lên mép puly để tránh nứt, vỡ.

- Tháo nắp che bánh răng dẫn động trục cam  và đệm. Chú ý kiểm tra dấu ăn khớp giữa bánh răng dẫn động trục cam và bánh răng trục khuỷu, nếu chưa có thì dùng đột đánh dấu để thuận tiện khi lắp lại.

- Tháo trục khuỷu ra khỏi động cơ.

- Lật ngược động cơ, tháo trục khuỷu theo trình tự sau

- Nậy đệm các đai ốc cố định bạc lót. Kiểm tra nắp bạc lót có dấu hoặc số thứ tự  không, nếu không có thì phải đánh dấu đúng thứ thự);

- Tháo bu lông  cố định, lấy nắp bạc lót, căn đệm và đặt theo thứ tự;

- Khiêng trục khuỷu ra khỏi thân máy;

- Lắp các đệm, bạc lót trở về vị trí cũ và vặn bu lông  cố định.

Kiểm tra số thứ tự nắp đậy gối đỡ trục khuỷu

- Tháo bánh đà  ra khỏi trục khuỷu.

- Tháo vòng chắn dầu phía sau trục khuỷu.

- Tháo rời nhóm pit tông - thanh truyền

Tháo các xéc măng ra khỏi pit tông bằng kìm chuyên dùng để tránh làm gãy xéc măng. Nếu không có kìm chuyên dùng, có thể dùng ba miếng thép bẻ vuông góc 900 để tháo (hình 20 - 5).

Cách tháo, lắp xéc măng

Tháo vòng hãm hai đầu chốt pit tông.

Tháo chốt pit tông, tách thanh truyền khỏi pit tông: dùng chày đồng để đóng chốt pit tông ra hoặc dùng bộ đồ gá chuyên dùng để tháo chốt pit tông .

Chú ý: Nếu pit tông bằng nhôm (vì lắp chặt) nên phải đun nóng trong dầu nhờn (75 – 850C) mới tháo ra được.

Các chi tiết của nhóm pit tông - thanh truyền phảI được sắp xếp thành từng nhóm theo thứ tự xác định. 

2. Nhận dạng các chi tiết:

- Các chi tiết nhóm pit tông

- Các chi tiết nhóm thanh truyền 

- Các chi tiết nhóm  trục khuỷu

- Bánh đà.

3. Lắp các chi tiết của bộ phận chuyển động vào động cơ

Các chi tiết của bộ phận chuyển động được lắp lại theo quy trình ngược lại quy trình tháo. Chú ý một số yêu cầu và các bước sau:

- Làm vệ sinh sạch sẽ và lau khô các chi tiết .

- Lắp pit tông vào thanh truyền:

Trước hết phải chọn thân thanh truyền và nắp thanh truyền phải cùng số, cùng màu.

Khi lắp pit tông vào thanh truyền tuỳ thuộc vào loại động cơ có thể chọn lắp khác nhau. 

Nếu đỉnh pit tông có dấu (▼, 0) lắp về phía đầu động cơ hoặc chữ trên mặt vát của chốt và chữ trên thanh truyền lắp về một phía.

Đối với động cơ xăng: pit tông có xẻ rãnh thì lỗ phun dầu trên đầu to thanh truyền và phần xẻ rãnh phải đối diện với nhau 

Đối với động cơ diesel: đầu to thanh truyền cắt xiên 450 lắp theo chiều quay của động cơ, phần lõm ở đỉnh pit tông quay về phía lắp vòi phun.

Lắp chốt pit tông vào bệ chốt và đầu nhỏ thanh truyền. Yêu cầu chốt pit tông phải chuyển động êm dịu trong bệ chốt và trong đầu nhỏ thanh truyền.

Sau khi lắp nhóm pit tông - thanh truyền, cần kiểm tra độ vuông góc của pit tông với đường tâm lỗ đầu to thanh truyền vì nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ thẳng của pit tông trong xi lanh, nếu độ không vuông góc vượt quá giới hạn phải thực hiện việc nắn lại để tránh làm nghiêng pit tông trong lỗ xi lanh gây ma sát và mài mòn lớn.

Phương pháp kiểm tra giới thiệu trên hình 20 – 6. Đầu to thanh truyền được lồng vào chốt kẹp của dụng cụ, thân pit tông tì váo khối V cố định, khối V di động có gắn đồng hố so sẽ chỉ thị độ không vuông góc của thân pit tông và lỗ đầu to thanh truyền.

                          Kiểm tra độ thẳng pit tông

- Lắp các xéc măng vào pit tông

Xéc măng phải phù hợp với kích thước của pit tông, xi lanh (đúng cốt). Dùng kìm chuyên dùng hay ba miếng kim loại để lắp.

Khi lắp cần phải thao tác nhẹ nhàng để tránh gãy xéc măng và phải chú ý đến dạng xéc măng. Nếu dạng xéc măng khác nhau thì vị trí lắp cũng khác nhau.

Cách lắp như sau:

Những xéc măng có vát cạnh, lõm bậc thang hoặc mạ crôm thì lắp vào rãnh thứ nhất và quay rãnh vát lên trên (hình 20 - 7a). 

Những xéc măng phía ngoài có vát cạnh thì lắp vào rãnh thứ hai trở xuống và quay góc vát xuống dưới (hình 20 - 7b).

Nếu mặt ngoài có hình côn thì quay đường kính nhỏ lên trên (hình 20 - 7c)

Nếu xéc măng dầu cạnh ngoài có tròn  thì nên quay góc tròn lên trên.

Nếu xéc măng có chữ hoặc dấu hiệu trên bề mặt xéc măng thì quay mặt chữ hoặc dấu lên trên.

Vị trí lắp các xéc măng ở đầu pi tông

- Lắp phớt chắn dầu, bánh răng và bánh đà vào trục khuỷu

- Đặt ngửa thân máy, tháo nắp gối đỡ trục khuỷu (chú ý không được làm lẫn lộn và mất căn đệm), dùng giẻ lau sạch các gối đỡ và trục khuỷu, bôi dầu nhờn vào gối đỡ và đặt trục khuỷu lên (chú ý vị trí của vòng chắn dầu và dấu ăn khớp với bánh răng trục cam).

- Lắp căn đệm, bạc lót và nắp gối đỡ chính vào trục khuỷu theo đúng thứ tự.

- Xiết chặt đồng đều các bulông. Mỗi lần xiết chặt một gối đỡ phải quay trục khuỷu một lần để kiểm tra xem trục khuỷu quay có dễ dàng không. Sau khi xiết chặt đều toàn bộ các gối đỡ, dùng clê lực để kiểm tra lực xiết đúng quy định.

Tháo, lắp chốt pit tông bằng dụng cụ chuyên dùng

- Lắp đệm và nắp đậy bánh răng dẫn động trục cam và xiết đều các bulông.

- Lắp then lên trục khuỷu, lắp pu ly dẫn động.

- Lắp vòng đệm hãm vào trong vấu khởi động rồi bắt chặt vào đầu trục khuỷu.

- Lắp bánh đà vào trục khuỷu.

- Lắp nhóm pit tông – thanh truyền vào cổ biên.

Làm sạch xi lanh, pit tông, cổ biển, cổ trục và các bạc lót.

Chọn nhóm pit tông - thanh truyền tương ứng (đúng số) và đúng chiều đánh dấu.

Bôi lớp dầu vào xi lanh, bề mặt các cổ trục, bạc lót.

Xoay trục khuỷu có cổ biên cần lắp về điểm chết dưới.

Chia miệng xéc măng (hình 20 - 8).

Vị trí miệng các xéc măng

Chú ý: Tránh miệng xéc măng trùng với bệ chốt và pháp tuyến N, không được cho các miệng xéc măng trên cùng một pit tông trùng nhau. Các miệng xéc măng phải đặt lệch nhau: miệng xéc măng thứ nhất và thứ hai lệch nhau 1800, xéc măng thứ hai và thứ ba lệch nhau 900, xéc măng thứ ba và thứ liệu  lệch nhau 1800. Vị trí của miệng xéc măng phải cách đường tâm của chốt pit tông 30 – 450 để tránh lọt khí.

Không được lắp thêm vòng lót ở trong rãnh xéc măng, trừ trường hợp xưởng chế tạo đã chế tạo sẵn.

Đưa nhóm pit tông - thanh truyền vào xi lanh đến vị trí gần xéc măng cuối cùng, dùng đai kẹp chuyên dùng hoặc kìm ép chuyên dùng để ép xéc măng vào rãnh xéc măng.

Dùng cán búa tay hoặc chày gỗ gõ nhẹ lên đỉnh pit tông để đẩy pit tông vào trong xi lanh cho đến khi đầu to thanh truyền tỳ sát vào cổ biên (hình 20 - 9).

Đưa nhóm pit tông vào xi lanh

Bôi dầu nhờn vào nắp đầu to thanh truyền và lắp vào, xiết đều các bu lông  và dùng clê lực để xiết chặt đúng mô men quy định.

Kiểm tra độ lỏng, chặt của gối đỡ, bằng cách dùng búa tay gõ nhẹ phía trước và phía sau thanh truyền cho nhúc nhích một tý, khi quay trục khuỷu không quá chặt. 

Khoá các bu lông  thanh truyền bằng chốt chẻ sau khi đã lắp xong các nhóm pit tông - thanh truyền vào xi lanh.

Yêu cầu:  Sau khi lắp xong, mỗi nhóm pit tông - thanh truyền phải quay được nhẹ nhàng và kiểm tra độ dịch dọc của thanh truyền. Phải tiến hành sau khi lắp xong mỗi nhóm để phát hiện kịp thời để xử lý.

Tương tự lắp các nhóm pít tông - thanh truyền còn lại.