Câu 10: Kết cấu các phần của trục khuỷu:

Đầu trục khuỷu: có cấu tạo dạng trục bậc, có rãnh then để lắp bánh răng hay puly dẫn động trục cam, puly bơm nước, quạt gió, máy nén khí… đầu trục có ê cu răng sói để hãm puly và quan động cơ bừng tay quay (đối với động cơ nhỏ, trung bình). Trong những động cơ tăng áp, trên đầu trục còn có các cơ cấu phu để dẫn động bơm tăng áp, bơm quét khí…

Cổ trục khuỷu:

Cổ trục khuỷu thường có đường kính bằng nhau, được tính toán theo sức bền và điều kiện hình thành màng dầu bôi trơn, thời gian sử dụng… có loại đường kính cổ trục tăng dần từ đầu đến cuối trục để đảm bảo khả năng chịu lực và sức bền cổ trục đồng đều hơn, nhưng loại này phức tạp cho gia công, lắp ráp và nhất là cho sửa chữa nên ngày nay ko dùng.

Để giảm trọng lượng của trục và đảm bảo bôi trơn tốt cho cổ trục, ở một số loại động cơ ng ta thường làm cổ trục rỗng, 2 đầu đc bịt bằng các nút ren, có lỗ ngang để dẫn dầu bôi trơn cho bề mặt làm việc.

Chốt khuỷu (cổ trục thanh truyền): là phần để lắp ráp với đầu to thanh truyền.

- Đường kính chốt khuỷu đc tính toán để đảm bảo đủ bền nhưng có kích thước và trọng lượng nhỏ để giảm lực quán tính. Chiều dài chốt khuỷu phụ thuộc khoảng cách giữa 2 xilanh và chiều dài cổ trục.

- Tăng chiều dài chốt khuỷu sẽ làm giảm độ cứng vững của trục, giảm chiều dài chốt sẽ làm tăng áp lực lên bề mặt chốt khuỷu.

- Đối với đa số động cơ, để giảm khối lượng và để đảm bảo lọc dầu bôi trơn, các chốt khuỷu làm rỗng và có đường khoan thông với cổ trục để dẫn dầu bôi trơn cho bạc.

- Vị trí khoan lỗ dầu được tính toán từ tính toán động lực học cơ cấu thanh truyền – trục khuỷu động cơ, có lưu ý đến khả năng công nghệ trong gia công.

Má khuỷu:

- Là bộ phận nối liền cổ trục với má khuỷu, ở chỗ tiếp giáp giữa má khuỷu với cổ trục và chốt khuỷu phải có goc lượn đủ lớn để tránh ứng suất tập trung gây gãy trục, nhưng nếu góc lượn quá lơn sẽ làm chiều dài bề mặt làm việc của trục giảm.

Bán kính góc lượn r = (0,06 – 0,08). dch

- Hình dáng má khuỷu phụ thuộc loại động cơ, trị số áp suất khí thể và tốc độ quay của trục.

- Má khuỷu hình chữ nhật: có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo nhưng phân bố và sử dụng vật liệu ko hợp lý, nó làm tăng phần ko cân bằng của trục khuỷu. Loại này thường làm vát các góc để thành má hình lăng trụ hay gọt thành má dạng cung tròn tiếp tuyến hoặc má ô van.

- Loại má tròn đơn giản, dễ chế tạo, có độ bền cao, có thể cho phép giảm chiều dày má khuỷu. Do vậy có thể cho phép tăng chiều dài cổ trục và chốt khuỷu. Nhưng loại này có sự phân bố ứng suất ko đều.

- Loại má hình ô van phân bố ứng suất đều nhất.

Đối trọng:

-          Cân bằng các lực và momen quán tính ko cân bằng của động cơ ( chủ yếu là lực quán tính ly tâm; đôi khi còn để cân bằng lực quán tính chuyển động tịnh tiến trong động cơ chữ V).

-          Giảm phụ tải cho cổ trục, nhất là cổ giữa của trục.

-          Trục khuỷu ko phải là cứng vững tuyệt đối, thân động cơ cũng bị biến dạng nên cần có đối trọng để cân bằng làm động cơ ít rung động.

-          Khi thiết kế cần cố gắng giảm trọng lượng đối trọng, nhưng chú ý ko làm tăng kích thước động cơ và ko làm ảnh hưởng đến các bộ phận khác của động cơ như xi lanh, các te…

-          Trong các loại động cơ thường dùng các loại đối trọng;

+ Đối trọng làm liền với má khuỷu thường dùng cho các loại trục của động cơ xăng, động cơ nhỏ.

+ Đối trọng làm rời rồi bắt chặt với má khuỷu bằng bu lông. Loại này thường dùng cho động cơ diezel.

Đuôi trục: là bộ phận để lắp ráp với các chi tiết của cơ cấu truyền dẫn công suất ra ngoài như bánh đà, khớp nối, bánh đai…

Đuôi trục khuỷu có 2 loại: loại dùng mặt bích để lắp bánh đà và loại đuôi côn.

-          Đuôi trục dùng mặt bích để lắp bánh đà có ưu điểm là mối ghép chắc chắn, dễ tháo lắp, nhưng có nhược điểm là việc chặn dầu bôi trơn khó khăn do ko thể dùng phớt vòng.

-          Để khắc phục nhược điểm này, ngày nay ở nhiều loại động cơ, ng ta dùng loại mặt bích nhỏ, đủ để lắp bánh đà và có thể lắp phớt vòng để chắn dầu.

-          Bánh đà với trục khuỷu phải đảm bảo cân bằng khi động cơ làm việc nên khi lắp ráp phải chú ý ko lắp sai vị trí bánh đà với trục khuỷu. Do đó mặt bích đuôi trục có chốt định vị hay các lỗ bu lông khoan ko đối xứng.

-          Loại kết cấu này đc sử dụng cho hầu hết các loại động cơ của các phương tiện vận tải và ở nhiều lĩnh vực khác.

-          Trục khuỷu có đuôi côn: kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ định vị bánh đà. Nhưng loại này có nhược điểm là khó bố trí các chi tiết dẫn động công suất ra ngoài. Loại này chủ yếu dùng cho các loại động cơ tĩnh.

-          Trên đuôi trục có thể có thêm các bộ phận sau:

+ Bánh răng dẫn động các cơ cấu phụ

+ Vánh chắn dầu, thường đồng thời là vành chắn dịch chuyển dọc của trục khuỷu.

+ Ren hồi dầu, thường là ren trái để đẩy bớt dầu về.

+ Đuôi trục của động cơ ô tô, máy kéo làm rỗng để lắp ổ bi làm gối tựa cho đầu trục sơ cấp hộp số.