Giáo trình Kết cấu động cơ đốt trong - Phần II: Kết cấu chi tiết và cụm chi tiết chính trong động cơ đốt trong

PHÁÖN II. KÃÚT CÁÚU CHI TIÃÚT VAÌ CUÛM CHI TIÃÚT CHÊNH TRONG 
ÂÄÜNG CÅ ÂÄÚT TRONG 
1. KÃÚT CÁÚU NHOÏM PISTON 
 A. PITTON 
 1.1. ÂIÃÖU KIÃÛN LAÌM VIÃÛC VAÌ VÁÛT LIÃÛU CHÃÚ TAÛO PISTON 
 1.1.1. Âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía Piston 
 Piston coï âiãöu kiãûn laìm viãûc ráút nàûng nhoüc væìa chëu taíi troüng cå hoüc væìa chëu taíi 
troüng nhiãût . Ngoaìi ra Piston coìn chëu ma saït vaì àn moìn. 
 +Taíi troüng cå hoüc : Trong quaï trçnh chaïy , khê häøn håüp chaïy sinh ra aïp suáút ráút 
låïn trong buäöng chaïy , trong chu kyì cäng taïc aïp suáút khê thãø thay âäøi ráút låïn vç váûy læûc 
khê thãø coï tênh cháút va âáûp. 
 +Taíi troüng nhiãût : Trong quaï trçnh chaïy Piston træûc tiãúp tiãúp xuïc våïi saín váût 
chaïy coï nhiãût âäü ráút cao (2300÷28000K) . Maì nhæ váûy nhiãût âäü cuía Piston vaì nháút laì 
nhiãût âäü pháön âènh Piston cuîng ráút cao (2300÷28000K) . 
 + Ma saït vaì àn moìn : Trong quaï trçnh laìm viãûc Piston chëu ma saït khaï låïn do 
thiãúu dáöu bäi trån vaì læûc ngang N eïp Piston vaìo xylanh , ma saït caìng låïn do biãún daûng 
cuía Piston . Ngoaìi ra âènh Piston tiãúp xuïc træûc tiãúp våïi saín váût chaïy nãn coìn bë saín váût 
chaïy àn moìn . 
 1.1.2. Váût liãûu chãú taûo Piston 
 Váût liãûu chãú taûo Piston phaíi âaïp æïng âiãöu kiãn laìm viãûc cuía noï âoï laì coï âäü bãön cao, 
chëu âæåüc nhiãût âäü cao, âäü biãún daûng daìi nhoí , ma saït nhoí . Táút nhiãn khäng coï loaûi váût 
liãûu naìo âaïp æïng âäöng thåìi caïc yãu cáöu trãn . Do âoï cáön choün váût liãûu täúi æu nháút , so 
våïi håüp kim gang thç håüp kim nhäm coï âäü bãön tháúp hån , âäü biãún daûng daìi låïn hån 
nhæng håüp kim nhäm coï khäúi læåüng riãng nhoí hån vaì cuîng coï tênh âuïc täút nhæ gang . 
Do âoï choün håüp kim nhäm laìm váût liãûu chãú taûo Piston . 
1.2. KÃÚT CÁÚU PITTONS 
 Piston gäöm ba pháön chênh : 
 + Âènh Piston : Laì pháön trãn cuìng cuía Piston , cuìng våïi xy lanh vaì nàõp maïy taûo 
thaình buäöng chaïy . 
 + Âáöu Piston : Bao gäöm âènh Piston vaì vuìng âai làõp xeïcmàng dáöu vaì xeïcmàng 
khê laìm nhiãûm vuû bao kên buäöng chaïy . 
 + Thán Piston : Pháön phêa dæåïi raînh xeïcmàng dáöu cuäúi cuìng åí âáöu Piston laìm 
nhiãûm vuû dáùn hæåïng cho Piston . 
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Âàûc âiãøm kãút cáúu cuía piston âæåüc mä taí nhæ hçnh 2.1 
Hçnh 2.1 : Kãút cáúu piston âäüng cå Âiesel 4 kyì 
Phán têch âàûc âiãøm kãút cáúu cuía âènh Piston 
 - Kãút cáúu cuía âènh Piston : Âènh Piston coï kãút cáúu ráút âa daûng gäöm âènh bàòng âènh 
läöi vaì âènh loîm  
 • Âènh bàòng laì loaûi phäø biãún nháút , coï diãûn têch chëu nhiãût beï nháút vaì coï kãút cáúu 
âän giaín dãø chãú taûo 
 • Âènh läöi coï âäü cæïng væîng cao , loaûi âènh naìy khäng cáön bäú trê caïc âæåìng gán 
phêa dæåïi âènh nãn troüng læåüng Piston coï thãø giaím . Loaûi âènh naìy êt kãút muäüi than 
nhæng do bãö màût chëu nhiãût âäü låïn nãn coï aính hæåíng xáúu tåïi quaï trçnh laìm viãûc cuía 
Piston . 
 • Âènh loî coï diãûn têch chëu nhiãût låïn hån âènh bàòng nhæng coï æu âiãøm laì taûo ra 
xoaïy läúc nheû trong quaï trçnh neïn vaì trong quaï trçnh chaïy . 
 + Kãút cáúu cuía âáöu Piston : Nhiãûm vuû chuí yãúu cuía âáöu Piston laì bao kên vaì laì 
nåi bäú trê raînh xeïc màng, säú læåüng raînh xeïcmàng khê choün tæì 3÷5 , säú læåüng raînh 
xeïcmàng dáöu tæì 1÷ 3. 
 Âãø giaím nhiãût cho xeïcmàng khê thæï nháút cáön bäú trê xeïcmàng khê thæï nháút caìng 
gáön khu væûc næåïc laìm maït caìng täút. Choün säú xeïcmàng khê theo nguyãn tàõc : aïp suáút khê 
thãø caìng cao , täúc âäü caìng tháúp , âæåìng kênh xylanh caìng låïn thç choün säú xeïcmàng khê 
caìng nhiãöu . 
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 + Kãút cáúu cuía thán Piston : Thán Piston coï taïc duûng laì dáùn hæåïng cho Piston 
chuyãøn âäüng trong xylanh vaì chëu læûc ngang N . Âãø dáùn hæåïng täút vaì êt va âáûp khe håí 
giæîa thán Piston vaì xylanh cáön phaíi beï . Chiãöu daìi cuía thán caìng låïn thç dáùn hæåïng 
caìng täút aïp suáút taïc duûng lãn Piston caìng nhoí, Piston êt bë moìn. Tuy nhiãn thán caìng daìi 
thç khäúilæåüng cuía Piston caìng låïn vaì ma saït caìng låïn . 
 Vë trê cuía läù bãû chäút : khi chëu læûc ngang nãúu chäút Piston âàût åí chênh giæîa thán 
thç åí traûng thaïi ténh aïp suáúaïphan bäú âãöu . Nhæng khi Piston chuyãøn âäüng dolæûc ma saït 
taïc duûng laìm cho Piston coï xu hæåïng quay quanh chäút nãn aïp suáút cuía Piston neïn trãn 
xylanh seî phán bäú khäng âãöu næîa . Vç thãú thæåìng âàût chäút åívë trê cao hån: 
 hchäút = (0,6÷ 0.7)Hthán 
N
hc
h
H
th
 Hçnh 2.2 : Vë trê läù bãû chäút 
 Daûng cuía thán Piston : Daûng cuía thán Piston thæåìng khäng phaíi laì hçnh truû maì 
tiãút diãûn ngang thæåìng coï daûng ä van hoàûc vaït åí hai âáöu bãû chäút Piston . Phaíi laìm nhæ 
váûy laì âãø khi Piston bë biãún daûng do læûc khê thãø PZ , læûc ngang N vaì nhiãût taïc duûng 
Piston khäng bë boï keût trong xylanh 
 Caí ba nguyãn nhán naìy âãöu laìm cho Piston biãún daûng thaình hçnh ävan (truûc låïn 
truìng våïi âæåìng tám chäút Piston) . Kãút quaí laì laìm cho Piston bë boï trong xylanh . 
 Âãø khàõc phuûc laìm thán Piston coï daûng ä van sàôn maì truûc ngàõn truìng våïi âæåìng 
tám chäút , hoàûc tiãûn vaït båït màût thán Piston åí phêa hai âáöu bãû chäút . 
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t pz
N
 Hçnh 2.3 : Traûng thaïi biãún daûng cuía Piston khi chëu nhiãût , læûc 
 khê thãø PZ vaì læûc ngang N 
B. KÃÚT CÁÚU XEÏCMÀNG 
1.1. Âiãöu kiãûn laìm viãûc vaì váût liãûu chãú taûo xeïcmàng 
 1.1.1.Âiãöu kiãûn laìm viãûc 
 Xeïcmàng khê coï nhiãûm vuû bao kên buäöng chaïy , ngàn khäng cho khê chaïy loüt xuäúng 
cacte , coìn xeïcmàng dáöu coï nhiãûm vuû ngàn khäng cho dáöu nhåìn suûc lãn buäöng chaïy . 
 Xeïcmàng khê laìm viãûc trong âiãöu kiãûn chëu nhiãût âäü cao , aïp suáút va âáûp låïn ,ma 
saït maìi moìn nhiãöu vaì chëu àn moìn hoaï hoüc . Vaì ngoaìi ra khi âäüng cå laìm viãûc xeïcmàng 
cuîng chëu æïng suáút uäún . 
 1.1.2.Váût liãûu chãú taûo xeïcmàng 
 Våïi âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía xeïcmàng nhæ trãn nãn váût liãûu chãú taûo xeïcmàng phaíi coï 
âáöy âuí caïc tênh cháút sau: 
 + Coï tênh chëu maìi moìn täút åí diãöu kiãûn ma saït tåïi haûn. 
 + Coï hãû säú ma saït nhoí âäúi våïi màût xylanh . 
 + Coï sæïc bãön vaì âäü âaìn häöi cao vaì äøn âënh trong âiãöu kiãûn nhiãût âäü cao 
 + Coï khaí náöng khêt våïi màût xylanh mäüt caïch nhanh choïng. 
 Ta choün gang håüp kim laìm váût liãûu chãú taûo xeïcmàng vç noï coï nhiãöu æu âiãøm maì baín 
thán caïc loaûi váût liãûu khaïc khäng saïnh âæåüc nhæ : 
 + Nãúu màût ma saït bë caìo xæåïc trong quaï trçnh laìm viãûc vãút xæåïc máút dáön màût ma 
saït âæåüc khäi phuûc nhæ cuî. 
 + Gåraphit trong håüp kim ngang coï khaí nàng bäi trån màût ma saït do âoï laìm giaím 
hãû säú ma saït . 
 + Êt nhaûy caím våïi æïng suáút táûp trung sinh ra åí caïc vuìng coï vãút xæåïc . 
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1.2. Kãút cáúu cuía xeïcmàng 
 Xeïcmàng coï kãút cáúu âån giaín . Noï coï daûng voìng theïp håí miãûng nhæ hçnh (2.9) . 
Dæåìng kênh D cuía xeïcmàng laì âæåìng kênh ngoaìi cuía xeïcmàng åí traûng thaïi làõp gheïp 
trong xylanh . Màût 1 laì màût âaïy , màût 2 laì màût læng vaì màût 3 laì màût buûng , chiãöu daìy 
cuía xeïcmàng laì khoaíng caïch giæîa hai màût âaïy. Theo nhiãûm vuû xeïcmàng chia laìm hai 
loaûi laì xeïcmàng khê vaì xeïcmàng dáöu . Tuyì theo sæû phán bäú aïp suáút cuía xeïcmàng maì 
xeïcmàng coï xeïcmàng âàóng aïo vaì khäng âàóng aïp . Do xeïcmàng âàóng aïp bë moìn khäng 
âãöu nháút laì khu væûc gáön miãûng xeïcmàng bë moìn nhiãöu hån , coìn xeïcmàng khäng âàóng 
aïp laì xeïcmàng åí traûng thaïi tæû do coï hçnh daûng nháút âënh vaì gia cäng thep phæång phaïp 
âàûc biãût âãø coï âæåüc aïp suáút pháön miãûng cuía xeïcmàng tæång âäúi låïn , loaûi xeïcmàng naìy 
sau mäüt thåìi gian sæí duûng aïp suáút åí pháön miãûng tuy coï giaím nhæng giaím êt hån loaûi 
xeïcmàng âàóng aïp . Cho nãn hiãûn nay xeïcmàng khäng âàóng aïp âæåüc duìng nhiãöu hån. 
D
t
t
1
h
f
Hçnh 2.4 : Xeïcmàng 
1. Màût âaïy ; 2. Màût læng ; 3. Màût buûng 4. Pháön miãûng ; 
5. Khe håí miãûng åí traûng thaïi làõp gheïp 
Kãút cáúu cuía xeïcmàng khê 
 Xeïcmàng khê coï nhiãöu kiãøu tiãút diãûn khaïc nhau . Ta coï thãø choün xeïcmàng coï tiãút 
diãûn kiãøu hçnh thang nhæ hçnh (2.5) .Båíi vç loaûi naìy coï kãút cáúu âån giaín nhæng khi làõp 
vaìo xylanh màût læng bë vanh lãn thaình màût cän , do âoï xeïcmàng chè tiãúp xuïc våïi xylanh 
åí mäüt pháön màût læng xeïcmàng . Vç váûy aïp suáút tiãúp xuïc cao , êt loüt khê vaì choïng raì khêt 
hån . 
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Hçnh 2.5 : Kãút cáúu xeïcmàng khê 
 Kãút cáúu cuía xeïcmàng dáöu 
 Kãút cáúu xeïcmàng dáöu coï nhiãöu loaûi khaïc nhau . Caïc loaûi tiãút diãûn hçnh thang , læåîi 
dao, xeïc màng täø håüp... . Caïc daûng naìy âãöu nhàòm muûc âêch náng cao aïp suáút tiãúp xuïc 
trãn vaïch xylanh. 
Hçnh 2.6 : Xeïc màng dáöu 
Mäüt säú daûng kãút cáúu xeïc màng khê, dáöu sæí duûng trong âäüng cå âæåüc mä taí trãn hçnh 
2.7 
Hçnh 2.7 : Mäüt säú daûng xeïc màng khê, dáöu trong âäüng cå 
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C, Chäút piston 
1.1. Âiãöu kiãûn laìm viãûc vaì váût liãûu chãú taûo chäút 
 1.1.1.Âiãöu kiãûn laìm viãûc 
 Chäút piston laìm viãûc trong âiãöu kiãûn taíi troüng cå hoüc, taíi troüng nhiãût, taíi troüng va âaûp 
cao. 
 1.1.2.Váût liãûu chãú taûo xeïcmàng 
 Phaíi âaím baío coï âäü beìn cå, nhiãût cao, coï khaí nàng chë taíi troüng va âáûp. Thäng 
thæåìng váût liãûu chãú taûo chäút piston laì theïp håüp kim. 
1.2. Kãút cáúu chäút piston 
Kãút cáúu chäút piston âån giaín, chäút piston coï dng hçnh truû räùng (màût ngoaìi hçnh truû, màût 
trong roînh âãø laìm nheû chäút). 
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