2.1.1.1 Nhiệm vụ:
- Thân máy cùng với nắp xy lanh là bệ đỡ rắn chắc cho tất cả các chi tiết của một động cơ, là nơi lắp đặt và bố trí hầu hết các cụm, các chi tiết của động cơ. Cụ thể trên thân máy bố trí xylanh , hệ trục khuỷu và các bộ phận truyền động để dẫn động các cơ cấu và hệ thống khác của động cơ như trục cam, bơm nhiên liệu, bơm dầu, bơm nước, quạt gió ……
CHƯƠNG II : CƠ CẤU PHÁT LỰC
2.1.1.3 Kết cấu
- Thân máy có thể bằng gang đúc, hợp kim nhôm hoặc đuyara. Động cơ cỡ lớn có thể có thân máy bằng thép tấm dùng kết cấu hàn.
2.1.1.2 Vật liệu
Thân máy kiểu thân xylanh – hộp trục
khuỷu
6 Thân
máy đúc liền khối
- Hầu hết các loại động cơ có công suất vừa và nhỏ, đặc biệt là các động cơ ô tô, máy kéo hiện nay đều có thân máy đúc liền khối là loại thân máy có xylanh đúc liền với hộp trục khuỷu và được gọi là thân xylanh – hộp trục
Xylanh và nắp quy lát động cơ làm mát bằng gió
- Đối với động cơ làm mát bằng nước hay bằng dung dịch (chất) làm mát, xung quanh nòng xylanh có các áo nước (bọng nước) là khoảng trống giữa vách ngoài nòng xylanh với vỏ thân máy, ở đó có dung dịch làm mát tuần hoàn để giải nhiệt cho động cơ.
- Khi thân xylanh làm rời với hộp trục khuỷu và lắp với nhau bằng bulong hay gugiong thì thân máy là loại thân máy rời . Kết cấu trên hình a rất phổ biến ở động cơ ô tô, máy kéo . Một số động cơ tàu thủy chỉ dùng một loại gugiong suốt từ nắp xylanh cho đến bề mặt cacte dầu,
CHƯƠNG II : CƠ CẤU PHÁT LỰC
Thân máy đ.cơ làm mát bằng gió
- Thân máy của động cơ làm mát bằng gió thưòng là thân máy rời. Về mặt nguyên tắc có thể dùng gugiong riêng rẽ hay một gugiong để ghép nắp và thân xylanh với hộp trục khuỷu.
Xylanh có thể làm liền với thân hoặc làm rời ở dạng ống lót rồi lắp vào thân .
- Tùy theo phương pháp lắp đặt trục khuỷu trong hộp trục khuỷu mà thân máy có kết cấu khác nhau . Những phương pháp thường gặp trong thực tế là :
+ Trục khuỷu treo. Hộp trục khuỷu chia làm hai nửa, nửa dưới là cacte dầu . Thân máy hay toàn bộ động cơ được lắp đặt trên các gối đỡ . Đây là kiểu phổ biến cho động cơ ô tô, máy kéo .
+ Trục khuỷu đặt. Hộp trục khuỷu cũng chia làm hai nửa, nửa dưới đồng thời là bệ máy . Trục khuỷu và toàn bộ thân máy cùng các chi tiết lắp ráp được đặt trên bệ máy .
+ Trục khuỷu luồn. Hộp trục khuỷu nguyên khối, do đó khi lắp ráp trục khuỷu vào động cơ phải băng cách luồn.
- Theo tình trạng chịu lực khí thể, người ta còn phân biệt thân máy theo các dạng sau : + Thân xylanh hay xylanh chịu lực,(xylanh liền với thân máy ). Lực khí thể tác dụng lên nắp xylanh, qua gugiong nắp máy truyền xuống thân xylanh.
+ Vỏ thân chịu lực, (xylanh làm rời ở dạng ống lót rồi lắp vào thân máy). Lực khí thể truyền qua gugiong xuống vỏ thân, xy lanh hoàn toàn không chịu lực khí thể.
+ Gugiong chịu lực, (thân xy lanh và hộp trục khuỷu rời ). Lực khí thể hoàn toàn do gugiong chịu.
CHƯƠNG II : CƠ CẤU PHÁT LỰC
+ Xy lanh liền với thân máy. Thân máy có độ cứng vững cao, được làm mát tốt do tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát hay không khí . Tuy nhiên, đối với động cơ làm mát bằng nước, do kết cấu hộp kín nên khó đúc. Ngoài ra toàn bộ thân máy đều dùng vật liệu tốt như vật liệu xy lanh nên lãng phí. loại thân máy này được dùng chủ yếu trong động cơ cỡ nhỏ có áp suất và nhiệt độ không cao.
- Thân máy là chi tiết rất phức tạp, trên đó bố trí các chi tiết của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, cơ cấu phối khí, hệ thống làm mát ….. nhưng quan trọng nhất là xylanh của động cơ.
Có thể chia ra một số loại xy lanh như sau :
+ Lót xy lanh khô. Lót xy lanh bằng vật liệu chất lượng cao được ép vào lỗ xylanh. Sau khi ép có gờ nhô lên để khi lắp với đệm nắp máy sẽ kín khít hơn. Phương pháp này không lãng phí vật liệu, thân máy có độ cứng vững cao, nhưng truyền nhiệt ra môi chất làm mát khó khăn hơn. Để tiết kiệm vật liệu hơn nữa, một số động cơ chỉ có lót xylanh ở phần trên (buồng cháy).
+ Lót xylanh ướt. Xylanh đươc chế tạo rời rồi lắp vào thân máy. Gờ vai xylanh cũng được lắp nhô lên như loại trên để đảm bảo kín khít. Nước làm mát bao quanh xylanh nên hiệu quả làm mát tốt. Do có dạng hộp rỗng nên thân máy dễ đúc. Tuy nhiên cũng chính vì rỗng hở nên độ cứng vững của thân máy không cao. Ngoài ra phải giải quyết bao kín xylanh để tránh lọt nước làm mát xuống cacte dầu.
CHƯƠNG II : CƠ CẤU PHÁT LỰC
2.1.2 Nắp xylanh (Nắp máy)
- Nắp xylanh đậy kín một đầu xy lanh, cùng với piston, sécmăng và xylanh tạo thành buồng cháy. Nhiều bộ phận của động cơ được lắp trên nắp xylanh như bugi, vòi phun, cụm xupap, cơ cấu giảm áp hỗ trợ khởi động … Ngoài ra, trên xylanh còn bố trí các đường nạp, đường thải, đường nước làm mát, đường dầu bôi trơn … Do đó kết cấu của nắp xylanh rất phức tạp.
2.1.2.1 Vai trò
- Nắp xylanh động cơ diesel làm mát bằng nước đều đúc bằng gang hợp kim, dùng khuôn cát. Còn nắp xylanh của động cơ làm mát bằng gió thường chế tạo bằng hợp kim nhôm dùng phương pháp đúc hoặc phương pháp rèn đập (ví dụ: nắp xylanh động cơ máy bay).
- Nắp xylanh động cơ xăng thường dùng hợp kim nhôm, có ưu điểm là nhẹ, tản nhiệt tốt, giảm được khả năng kích nổ. Tuy nhiên sức bền cơ và nhiệt thấp hơn so với nắp xylanh bằng gang.
2.3.2.2 Điều kiện làm việc
- Điều kiện làm việc của nắp xylanh rất khắc nghiệt như nhiệt độ rất cao, áp suất khí thể rất lớn và bị ăn mòn hoá học bởi các chất ăn mòn trong sản phẩm cháy.
2.3.2.3 Vật liệu
CHƯƠNG II : CƠ CẤU PHÁT LỰC
2.3.2.4 Kết cấu
* Nắp xylanh động cơ xăng có kết cấu tùy thuộc vào kiểu buồng cháy, số xupap, cách bố trí xupap và bugi, kiểu làm mát (bằng nước hay bằng gió) cũng như kiểu bố trí đường nạp và đường thải.
- Động cơ dùng cơ cấu phối khí kiểu xupap treo có xupap nạp hơi lớn so với xupap thải. Bugi đặt bên hông buồng cháy, khoảng cách từ bugi đến điểm xa nhất của buồng cháy gần bằng đường kính xylanh. Vách buồng cháy được làm mát tốt bằng các khoang nước để tránh kích nổ. Ngoài ra, trên nắp xylanh còn có khoang để luồn đũa đẩy dẫn động xupap và các lỗ nhỏ để dẫn nước làm mát ừ thân máy lên cũng như một số lỗ có đường kính lớn hơn để lắp gugiong nắp máy. Đỉnh piston có thể lồi lên trong buồng cháy có tác dụng tạo xoáy lốc nhẹ trong quá trình nén taọ điều kiện
- Động cơ dùng cơ cấu phối khí xupap đặt. Toàn bộ chi tiết của cơ cấu phối khí bố trí ở thân máy nên nắp máy có cấu tạo rất đơn giản. Theo lý thuyết về kích nổ, thời gian lan tràn màng lửa từ bugi đến những vùng xa bugi nhất là dài nhất nên tại những vùng này dễ phát sinh kích nổ. Do đó những điểm xa nhất của buồng cháy được bố trí cách đều tâm bugi (với bán kính R) cũng có tác dụng giảm xác suất xảy ra. Mặt khác, nói chung trong buồng cháy động cơ, xupap thải là nơi nóng nhất nên dễ là nguyên nhân gây kích nổ, bugi bố trí gần xupap thải nên thời gian lan tràn màng lửa từ bugi đến xupap thải ngắn hơn thời gian cháy trễ của hỗn hợp cục bộ tại đây, do đó có tác dụng chống kích nổ. Tuy nhiên, nhiệt độ của bugi rất cao.
CHƯƠNG II : CƠ CẤU PHÁT LỰC
* Nắp xylanh động cơ diesel so với nắp xylanh của động cơ xăng nói chung phức tạp hơn. Trên nắp xylanh phải bố trí các đường nạp, thải, cụm xupap của cơ cấu phối khí xupap treo, ngoài ra còn rất nhiều chi tiết như vòi phun, buồng cháy phụ, van khí nén, van giảm áp, bugi sấy …
- Nói chung, kết cấu nắp xylanh tùy thuộc vào từng loại động cơ cụ thể, trước hết phụ thuộc vào kiểu hình thành khí hỗn hợp của động cơ hay kiểu buồng cháy của động cơ.
- Điều kiện làm việc của nắp xylanh động cơ diesel rất nặng nề, cụ thể là nhiệt độ cao, áp suất lớn. Vì vậy, đối với động cơ nhiều xylanh,
* Nắp xylanh động cơ làm mát bằng gió: chịu ứng suất nhiệt lớn nhất. Cũng giống như xylanh, nắp xylanh đều được làm rời và lắp với hộp trục khuỷu bằng các gugiong.
Trên nắp xylanh có các gân tản nhiệt với chiều cao khoảng 14 - 20mm. Nắp xylanh được chế tạo bằng hợp kim nhôm.`
CHƯƠNG II : CƠ CẤU PHÁT LỰC