Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
A. Lý thuyết trọng tâm
I. Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền trong động cơ đốt trong gồm các chi tiết chính: pít tông, thanh truyền, trục khuỷu, bánh đà. Khi động cơ làm việc, pít tông chuyển động tịnh tiến truyền lực cho thanh truyền và làm trục khuỷu quay.
1. Pít tông
Nhiệm vụ: Pít tông cùng với xi lanh và nắp máy tạo thành không gian làm việc. Trong kì nổ, pít tông nhận lực đẩy của khí cháy truyền cho trục khuỷu; trong các kì nạp, nén và thải, pít tông nhận lực từ trục khuỷu để thực hiện các quá trình tương ứng.
Cấu tạo: Pít tông gồm 3 phần chính:
- Đỉnh pít tông (A): Là nơi trực tiếp nhận lực đẩy của khí cháy. Đỉnh có ba dạng phổ biến: đỉnh bằng, đỉnh lồi và đỉnh lõm.
- Đầu pít tông (B): Có các rãnh để lắp xéc măng khí (có tác dụng bao kín, ngăn khí lọt xuống) và xéc măng dầu (có tác dụng ngăn dầu bôi trơn từ các te sục lên buồng cháy). Rãnh lắp xéc măng dầu nằm ở dưới các rãnh lắp xéc măng khí và có lỗ thoát dầu.
- Thân pít tông (C): Có nhiệm vụ dẫn hướng cho pít tông chuyển động trong xi lanh. Trên thân pít tông có lỗ ngang để lắp chốt pít tông.
→ Như vậy, xéc măng có 2 loại: xéc măng khí (làm kín buồng cháy) và xéc măng dầu (ngăn dầu bôi trơn sục lên buồng cháy).
2. Thanh truyền
Nhiệm vụ: Thanh truyền là chi tiết nối pít tông và trục khuỷu, thực hiện truyền lực giữa hai chi tiết này.
Cấu tạo: Thanh truyền gồm ba phần: đầu nhỏ, thân và đầu to.
- Đầu nhỏ thanh truyền lắp với chốt pít tông.
- Thân thanh truyền nối đầu nhỏ với đầu to. Tiết diện mặt cắt ngang của thân thanh truyền thường có dạng chữ I để vừa đảm bảo độ cứng vững, vừa giảm nhẹ trọng lượng.
- Đầu to thanh truyền lắp với chốt khuỷu của trục khuỷu, thường được chia làm hai nửa liên kết với nhau bằng các bu lông.
Đầu to và đầu nhỏ thanh truyền có lắp bạc lót hoặc ổ bi để giảm ma sát khi làm việc.
3. Trục khuỷu
Nhiệm vụ: Trục khuỷu nhận lực từ thanh truyền và tạo ra mô men quay để truyền đến các máy công tác. Đồng thời qua thanh truyền tác động đến pít tông trong các kì không sinh công. Ngoài ra, trục khuỷu còn dẫn động một số cơ cấu và hệ thống trong động cơ đốt trong.
Cấu tạo: Trục khuỷu gồm các phần:
- Đầu trục: Dẫn động một số cơ cấu và hệ thống của động cơ (lắp bánh đai hoặc bánh răng để dẫn động quạt gió, máy bơm nước làm mát, bơm dầu bôi trơn, cơ cấu phối khí…).
- Cổ khuỷu: Là trục quay của trục khuỷu.
- Chốt khuỷu: Là nơi lắp đầu to thanh truyền.
- Má khuỷu: Là phần nối giữa cổ khuỷu và chốt khuỷu.
- Đối trọng: Là phần gắn liền với má khuỷu hoặc ghép với má khuỷu bằng bu lông nhằm cân bằng chuyển động của động cơ.
- Đuôi trục: Lắp với bánh đà và cơ cấu truyền lực tới máy công tác.
Trên trục khuỷu có khoan các lỗ để dẫn dầu bôi trơn từ vị trí cổ khuỷu đến chốt khuỷu.
4. Bánh đà
Nhiệm vụ: Bánh đà có vai trò giữ cho độ không đồng đều của động cơ nằm trong giới hạn cho phép (tức là tích trữ năng lượng ở kì sinh công và trả lại ở các kì không sinh công, giúp động cơ quay đều hơn). Ngoài ra, bánh đà còn là nơi lắp các chi tiết của cơ cấu khởi động như vành răng khởi động.
Cấu tạo: Bánh đà thường có các kết cấu như dạng đĩa, dạng vành, dạng chậu hoặc dạng vành có nan hoa.
II. Cơ cấu phối khí
1. Nhiệm vụ và phân loại
Nhiệm vụ: Cơ cấu phối khí có nhiệm vụ đóng mở các cửa nạp và cửa thải đúng thời điểm để động cơ thực hiện quá trình nạp khí mới vào xi lanh và thải khí đã cháy từ xi lanh ra ngoài.
Phân loại:
- Động cơ 2 kì sử dụng cơ cấu phối khí dùng van trượt (pít tông đóng mở các cửa khí).
- Động cơ 4 kì thường sử dụng cơ cấu phối khí dùng xu páp, gồm hai loại: cơ cấu phối khí dùng xu páp treo và cơ cấu phối khí dùng xu páp đặt.
2. Cấu tạo và nguyên lí của cơ cấu phối khí dùng xu páp
a) Cơ cấu phối khí xu páp treo (Hình 19.6)
Xu páp được đặt trên nắp máy và được dẫn động bởi cam phối khí thông qua con đội, đũa đẩy và cần mở. Trục cam đặt trong thân máy, được dẫn động từ trục khuỷu thông qua bộ truyền xích (hoặc đai, bánh răng). Số vòng quay của trục cam bằng 1/2 số vòng quay của trục khuỷu.
Nguyên lí làm việc:
- Khi vấu cam tác động lên con đội, thông qua đũa đẩy tác động vào một đầu của cò mở, đầu còn lại của cò mở nén lò xo ép xu páp đi xuống để mở cửa nạp hoặc cửa thải đúng thời điểm.
- Khi vấu cam đi qua, lò xo giãn ra, dưới tác dụng của lực đàn hồi lò xo, các xu páp nạp hoặc thải đóng lại.
b) Cơ cấu phối khí xu páp đặt (Hình 19.7)
Cơ cấu xu páp đặt có cấu tạo đơn giản hơn. Xu páp được đặt trong thân máy nên con đội trực tiếp dẫn động xu páp mà không cần các chi tiết trung gian như đũa đẩy và cần mở.
Nguyên lí làm việc: Tương tự xu páp treo, nhưng khi vấu cam tác động lên con đội, con đội trực tiếp nén lò xo và đẩy xu páp đi lên để mở cửa nạp hoặc cửa thải. Khi vấu cam đi qua, lò xo đàn hồi kéo xu páp đóng lại.
Các cách dẫn động trục cam từ trục khuỷu: Ngoài dẫn động bằng xích, trục cam còn có thể được dẫn động từ trục khuỷu bằng đai răng hoặc bằng bánh răng ăn khớp.
III. Thân máy và nắp máy
1. Thân máy
Nhiệm vụ: Thân máy cùng với nắp máy là nơi lắp đặt và bố trí hầu hết các cụm chi tiết của động cơ như: hệ trục khuỷu và các bộ phận truyền động để dẫn động trục cam, bơm nhiên liệu, bơm dầu, bơm nước, quạt gió…
Cấu tạo: Thân máy khá phức tạp, có cấu tạo phụ thuộc vào bố trí của các xi lanh, cơ cấu và hệ thống của động cơ.
- Xi lanh được lắp trong thân máy, có dạng hình ống, mặt trụ bên trong được gia công có độ chính xác cao. Xi lanh có thể được làm rời hoặc đúc liền với thân xi lanh.
- Thân máy của động cơ làm mát bằng nước có cấu tạo khoang chứa nước làm mát, khoảng không gian bao quanh xi lanh được gọi là “áo nước”.
- Thân máy của động cơ làm mát bằng không khí có các cánh tản nhiệt.
2. Nắp máy
Nhiệm vụ: Nắp máy (còn gọi là nắp xi lanh) cùng với xi lanh và đỉnh pít tông tạo thành buồng cháy của động cơ. Nắp máy được dùng để lắp các chi tiết hoặc cụm chi tiết như bu gi hoặc vòi phun nhiên liệu và một số chi tiết của cơ cấu phối khí, cũng bố trí các đường nạp – thải, áo nước làm mát hoặc cánh tản nhiệt…
Cấu tạo: Nắp máy thường có kết cấu phức tạp như thân máy do phụ thuộc vào loại động cơ và vị trí đặt xu páp. Đối với động cơ có cơ cấu phối khí dùng xu páp đặt, cấu tạo nắp máy đơn giản hơn nhiều so với những động cơ dùng xu páp treo (vì khi dùng xu páp treo, nắp máy phải bố trí thêm nhiều chi tiết của cơ cấu phối khí).
→ Tại sao nói nắp máy là chi tiết có kết cấu phức tạp? Vì nắp máy phải tích hợp rất nhiều chức năng: tạo buồng cháy, lắp bu gi/vòi phun, bố trí xu páp và cơ cấu phối khí (nếu xu páp treo), bố trí đường nạp – thải, bố trí áo nước hoặc cánh tản nhiệt. Tất cả đều nằm trong một chi tiết duy nhất nên kết cấu rất phức tạp.
B. Sơ đồ tư duy
┌─ 1. Pít tông: đỉnh (bằng/lồi/lõm),
│ đầu (xéc măng khí + dầu),
┌─ I. CƠ │ thân (lỗ chốt PT)
│ CẤU TRỤC ├─ 2. Thanh truyền: đầu nhỏ (→ chốt
│ KHUỶU │ PT), thân (chữ I), đầu to (→ chốt
│ THANH │ khuỷu)
│ TRUYỀN ├─ 3. Trục khuỷu: đầu trục, cổ khuỷu,
│ │ chốt khuỷu, má khuỷu, đối trọng,
│ │ đuôi trục
│ └─ 4. Bánh đà: giữ đều vòng quay,
│ lắp vành răng khởi động
│
CÁC CƠ CẤU│ ┌─ NV: đóng mở cửa nạp/thải
TRONG ĐCĐT ├─ II. CƠ │ đúng thời điểm
│ CẤU PHỐI ├─ Phân loại: van trượt (2 kì),
│ KHÍ │ xu páp treo/đặt (4 kì)
│ ├─ Xu páp TREO: cam → con đội →
│ │ đũa đẩy → cần mở → xu páp
│ └─ Xu páp ĐẶT: cam → con đội →
│ xu páp (đơn giản hơn)
│
│ ┌─ 1. Thân máy: lắp đặt mọi cụm
└─ III. THÂN│ chi tiết; chứa xi lanh; áo nước
MÁY & │ (làm mát nước) hoặc cánh tản
NẮP MÁY │ nhiệt (làm mát KK)
└─ 2. Nắp máy: tạo buồng cháy;
lắp bu gi/vòi phun; bố trí xu páp,
đường nạp-thải, làm mát;
kết cấu phức tạp
ThS. Hồ Thị Thư
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Công Nghệ THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Công nghệ, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Hoàng Hoa Thám