Tìm hiểu về trục khuỷu trên ô tô

1. Nhiệm vụ:

Trục khuỷu là một bộ phận quan trọng của động cơ dùng để biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay. Nó nhận lực từ piston để tạo ra mô men quay đưa ra máy công tác và nhận năng lượng từ bánh đà truyền lại cho piston để thực hiện các quá trình của một chu trình công tác của động cơ.

2. Yêu cầu:

– Trục khuỷu phải được chế tạo phù hợp với yêu cầu của tiêu chuẩn này và các bản vẽ, tài liệu kỹ thuật đã được xét duyệt theo thủ tục quy định.

– Trục khuỷu phải được chế tạo bằng thép các bon hay các loại thép khác có cơ lý tính tương đương.

– Phôi trục khuỷu rèn phải được gia công nhiệt thường hóa (còn trục khuỷu bằng thép hợp kim thì tôi và ram), đạt độ cứng 163 – 269 HB.

3. Điều kiện làm việc :Khi động cơ làm việc, trục khuỷu chịu tác động của lực khí thể, lực quán tính chuyển động quay. Các lực này rất phức tạp, biến đổi theo chu kỳ gây ra dao động xoắn. Vì vậy, trục khuỷu chịu uốn, xoắn và chịu mài mòn ở các cổ trục.

4.Vật liệu chế tạo:

Vật liệu chế tạo trục khuỷu của động cơ cao tốc thường dùng thép hợp kim Crôm, Niken;
Vật liệu chế tạo trục khuỷu của động cơ tốc độ thấp(như tàu thủy, máy phát điện…) thường dùng thép Cacbon có hàm lượng trung bình như: C45, 45 Mn2, 50-CrVA, 40Cr, 40 CrNi, 40 CrNiMoA .
Ngoài ra trục khuỷu còn được chế tạo bằng gang Grafít cầu

5. Cấu tạo: Có 2 kiểu cấu tạo: trục khuỷu liền và trục khuỷu ghép.

a,Trục khuỷu liền:

Là trục khuỷu có cổ trục, cổ biên, má khuỷu được chế tạo liền thành một khối không tháo rời được.

Đầu trục khuỷu:

Đầu trục khuỷu thường được lắp đai ốc khởi động để quay trục khuỷu khi cần thiết.Trên đầu trục khuỷu có then để lắp puly dẫn động quạt gió, lai máy phát, bơm nước, lốc điều hòa…Ngoài ra đầu trục khuỷu còn có cơ cấu hạn chế di chuyển dọc trục và tấm chặn để tránh cho dầu nhờn lọt ra khỏi đầu trục.

Cổ trục chính

Cổ trục chính được đặt vào gối ổ đỡ và có bạc lót. Cổ trục được gia công chính xác bề mặt đạt độ bóng cao và được nhiệt luyện để nâng cao độ cứng. Số cổ trục có thể nhiều hơn hoặc ít hơn số xi lanh động cơ. Phần lớn các động cơ có đường kính các cổ trục bằng nhau. Tuy nhiên một số động cơ cỡ lớn đường kính các cổ trục lớn dần từ đầu đến đuôi trục khuỷu.

(Ví dụ:Trục khuỷu động cơ xăng 4 xi lanh thường làm 3 cổ trục nhưng động cơ diesel 4 máy thường làm 5 cổ trục). Số cổ biên đều là 4.

Chốt khuỷu (cổ biên).

Chốt khuỷu là bộ phận để lắp với đầu to thanh truyền. Chốt khuỷu cũng được gia công chính xác có độ bóng cao và được nhiệt luyện để nâng cao độ cứng như cổ trục. Số chốt khuỷu bao giờ cũng bằng số xi lanh( Động cơ một hàng xi lanh). Đường kính chốt khuỷu thường nhỏ hơn đường kính cổ trục. Tuy nhiên cũng có những động cơ cao tốc do lực quán tính lớn nên đường kính chốt khuỷu làm bằng đường kính cổ trục để tăng độ cứng vững. Cũng như cổ trục, chốt khuỷu có thể làm rỗng để làm giảm trọng lượng trục khuỷu và chứa dầu bôi trơn đồng thời các khoang trống còn có tác dụng lọc dầu bôi trơn.

Má khuỷu:

Má khuỷu là phần nối liền chốt khuỷu với cổ trục làm thành tay quay trục khuỷu. Hình dáng má khuỷu là hình chữ nhật, hình tròn hoặc hình bầu dục. Má khuỷu đơn giản và dễ chế tạo nhất là má khuỷu có dạng chữ nhật và hình tròn.

Đối trọng:

Là khối lượng gắn đối diện với chốt khuỷu ở 2 bên má khuỷu và dùng để cân bằng lực quán tính ly tâm. Đối trọng còn là nơi để khoan bớt khối lượng khi cân bằng hệ trục khuỷu. Đối trọng có thể được đúc liền với má khuỷu (động cơ cỡ nhỏ) hoặc có thể làm rời và bắt chặt vào má khuỷu bằng bu lông. Để giảm lực tác dụng vào bu lông đối trọng được lắp vào má khuỷu bằng rãnh mang cá và được kẹp chặt bằng bu lông.

Đuôi trục khuỷu:

Đuôi trục khuỷu: Đuôi trục khuỷu có mặt bích để lắp bánh đà và được làm rỗng để lắp ổ bi đỡ trục sơ cấp của hộp số. Trên bề mặt ngõng trục có phớt chắn dầu, tiếp đó là ren hồi dầu có chiều xoắn ngược với chiều quay của trục khuỷu để gạt dầu trở lại cho rơi xuống theo lỗ thoát trở về các te.

b. Trục khuỷu ghép:

Trục khuỷu ghép là trục khuỷu mà các bộ phận như cổ trục, cổ biên và má khuỷu được chế tạo rời rồi ghép nối lại với nhau thành trục khuỷu. Trục khuỷu ghép được dùng nhiều trong các động cơ cỡ lớn và ở một số động cơ công suất nhỏ, ít xi lanh và đầu to thanh truyền không cắt đôi.