Đồ án Khảo sát hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ KAMAZ - 740310

Mục Lục Trang Mục Lục 1 LỜI NÓI ĐẦU 3 1. Mục đích ý nghĩa đề tài 4 1.1. Mục đích. 4 1.2. Ý nghĩa. 5 2. Giới thiệu động cơ KAMAZ - 7403.10 6 2.1. Các thông số kỹ thuật của động cơ KAMAZ – 7403.10. 7 2.2. Giới thiệu chung về động cơ Kamaz – 7403.10. 7 2.2.1. Cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền. 10 2.2.2. Nhóm Piston. 13 2.2.3. Cơ cấu phân phối khí. 15 2.2.4. Hệ thống bôi trơn. 19 2.2.5. Hệ thống làm mát. 20 2.2.6. Hệ thống cung cấp nhiên liệu. 23 3. Tổng quan về hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel 24 3.1. Quá trình phát triển hệ thống nhiên liệu động cơ diesel. 24 3.1.1. Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel thông thường. 24 3.1.2. Hệ thống nhiên liệu Common Rail. 25 3.2. Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel. 28 3.2.1. Nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel. 28 3.2.2. Đặc điểm của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel. 28 3.2.3. Cơ sở của quá trình cung cấp nhiên liệu. 36 4. Khảo sát hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ KAMAZ – 7403.10 37 4.1. Sơ đồ tổng quát của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ. 37 4.2. Kết cấu của hệ thống nhiên liệu. 38 4.2.1. Bơm cao áp. 38 4.2.2. Vòi phun. 42 4.2.3. Bình lọc. 45 4.3. Khảo sát hệ thống điều tốc. 47 4.4. Hình thành hỗn hợp trong buồng cháy động cơ. 48 5. Tính toán và kiểm nghiệm hệ thống nhiên liệu động cơ 50 5.1. Tính toán nhiệt, động học và động lực học. 50 5.1.1. Tính toán nhiệt. 50 5.1.2. Xây dựng đồ thị chuyển vị Piston bằng phương pháp đồ thị Brick. 61 5.1.3. Xây dựng đồ thị vận tốc. 62 5.1.4. Xây dựng đồ thị gia tốc theo phương pháp TôLê. 63 5.1.5. Xây dựng đồ thị lực quán tính Pj – lực khí thể Pkt và tổng lực P1. 65 5.1.6. Xây dựng đồ thị lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z và lực ngang N. 67 5.1.7. Tính mômen tổng (( T. 71 5.1.8. Xây dựng đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu. 73 5.1.9. Triển khai đồ thị phụ tải ở tọa độ cực thành đồ thị Q – α. 75 5.1.10. Xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền. 77 5.1.11. Xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu. 81 5.2. Tính toán các thông số cơ bản của bơm cao áp. 83 5.2.1. Thể tích nhiên liệu cung cấp cho một chu trình. 83 5.2.2. Đường kính piston bơm cao áp. 84 5.2.3. Hành trình có ích của piston bơm cao áp. 85 5.3. Xác định các thông số cơ bản của vòi phun. 85 5.3.1. Tốc độ phun nhiên liệu lớn nhất trong một chu trình. 85 5.3.2. Tổng số tiết diện lưu thông của lỗ phun((.f1. 85 5.3.3. Tiết diện lưu thông của một lỗ phun. 86 5.3.4. Đường kính lỗ phun tính toán. 86 5.3.5. Thời gian phun. 86 6. Tìm hiểu các dạng hư hỏng, cách khắc phục của hệ thống nhiên liệu. 87 6.1. Các hư hỏng, cách khắc phục của bơm cao áp. 87 6.2. Các hư hỏng, cách khắc phục của vòi phun. 87 6.3. Các hư hỏng, cách khắc phục của bầu lọc. 88 6.4. Các hư hỏng, cách khắc phục của đường ống dẫn nhiên liệu. 88 6.5. Các triệu chứng của động cơ khi hư hỏng hệ thống nhiên liệu. 88 6.5.1. Động cơ không khởi động được. 88 6.5.2. Động cơ khi nổ có khói đen hoặc xám. 89 6.5.3. Động cơ không phát huy được công suất. 89 6.5.4. Động cơ làm việc không ổn định. 90 6.5.5. Động cơ có tiếng gõ khi làm việc. 90 7. Kết luận 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 LỜI NÓI ĐẦU Kể từ khi ra đời tới nay ngành động lực đã không ngừng phát triển và đạt được những thành tựu to lớn trong công cuộc đấu tranh, xây dựng và bảo vệ tổ quốc, góp phần thúc đẩy nền kinh tế phát triển. Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật con người đã chế tạo ra được nhiều động cơ mới từ công suất nhỏ đến công suất lớn với nhiều ưu điểm và tính năng kỹ thuật tốt, chất lượng cao, làm việc tin cậy, cũng như làm việc thân thiện với môi trường hơn. Trong đồ án tốt nghiệp này em làm đề tài: “Khảo sát hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ Kamaz – 7403.10”. Nội dung của đề tài đã giúp em hệ thống lại và nắm vững hơn về những kiến thức đã học, nâng cao khả năng tìm hiểu về chuyên môn và thực tế. Động cơ Kamaz – 7403.10 được lắp đặt trên hầu hết các loại xe Kamaz. Trong quá trình tìm hiểu hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Kamaz – 7403.10 sẽ giúp ta hiểu rõ hơn về hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel. Bên cạnh đó còn mang ý nghĩa như một nguồn tài liệu tham khảo phục vụ trong công tác học tập, hướng dẫn, bảo dưỡng sửa chữa động cơ. Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS. Trần Văn Nam và các thầy giáo trong khoa, cùng với nổ lực của bản thân đã hoàn thành nhiệm vụ của đề tài. Vì thời gian có hạn, nguồn tài liệu còn thiếu và kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Vì vậy em mong các thầy cô trong khoa lượng thứ và đóng góp ý kiến để đề tài của em được hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn PGS.TS. Trần Văn Nam và các thầy cô giáo trong khoa đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình học tập ở trường cũng như trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp. Đà Nẵng, Ngày 28 tháng 05 năm 2009 Sinh viên thực hiện Lê Ngọc Huân 1. Mục đích ý nghĩa đề tài 1.1. Mục đích. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, ngành chế tạo động cơ đốt trong cũng đang trên đà phát triển mạnh. Hiện nay các nhà khoa học đã tìm ra được nhiều cách để chế tạo động cơ mới nhằm giúp cho các động cơ đó hoạt động với quá trình cháy tốt hơn, lượng tiêu hao nhiên liệu ít hơn, cũng như thân thiện với môi trường hơn như động cơ chạy bằng khí ga hay Bioga, động cơ phun xăng điện tử, động cơ Common Rail, động cơ chạy bằng năng lượng mặt trời, ôtô Hybrid .v.v… Tuy nhiên hiện nay ở Việt Nam động cơ chạy bằng nhiên liệu Diesel vẫn còn đóng một vai trò rất quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế trong công cuộc xây dựng đổi mới đất nước nói chung cũng như sự phát triển của ngành ôtô và động cơ nói riêng, bởi vì nó có khả năng sinh công lớn, làm việc tin cậy và có độ ổn định cao. Hầu hết hiện nay trên tàu thủy, máy công trình, xe tải và máy phát điện cỡ nhỏ đều được trang bị động cơ chạy bằng nhiên liệu Diesel. Xe Kamaz vẫn còn đang được sản xuất, lắp ráp và sử dụng rộng rãi ở Việt Nam trong các ngành công nghiệp, dịch vụ. Xe Kamaz được sử dụng để vận chuyển hàng hóa phục vụ cho công cuộc xây dựng đất nước. Nó gồm có nhiều loại như xe Kamaz 65115 là loại ô tô tải ben tự đổ có trọng tải 15 tấn, xe Kamaz 53229 phục vụ cho xe trộn bê tông, xi téc tưới nước rửa đường, xi téc chở xăng dầu, tải thùng, xe đầu kéo .... . Vì vậy việc khảo sát hệ thống nhiên liệu của động cơ Kamaz sẽ giúp chúng ta nắm bắt những kiến thức cơ bản để nâng cao hiệu quả khi sử dụng, khai thác, sửa chữa và cải tiến chúng. Ngoài ra nó còn góp phần xây dựng các nguồn tài liệu tham khảo phục vụ nghiên cứu trong quá trình học tập và công tác. Giúp chúng ta hiểu rõ hơn về hệ thống nhiên liệu của động cơ Diesel. Vì động cơ Kamaz – 7403.10 cũng sử dụng hệ thống nhiên liệu diesel cổ điển là sử dụng cụm bơm cao áp vòi phun. Cụm bơm cao áp, vòi phun là một trong những cụm chi tiết chính không thể thiếu trong động cơ diesel, nó là bộ phận dùng để tăng áp suất của nhiên liệu và giúp cho nhiên liệu được phun tơi vào buồng cháy của động cơ trong quá trình cháy. Việc nghiên cứu hệ thống nhiên liệu diesel thông thường này là cơ sở giúp chúng ta nắm vững nguyên lý làm việc của động cơ sử dụng nhiên liệu diesel để từ đó giúp cho việc nghiên cứu, phát triển lên của động cơ như động cơ sử dụng hệ thống nhiên liệu được cung cấp bằng phương pháp phun dầu điện tử với những tính năng vượt trội hơn động cơ diesel thông thường như: quá trình cháy của động cơ được cải thiện tốt hơn, lượng tiêu hao nhiên liệu thấp hơn do đó hiệu suất làm việc của động cơ cũng lớn hơn. 1.2. Ý nghĩa. Ngày nay sự phát triển của công nghệ sản xuất không ngừng nâng cao, công nghệ điều khiển và vi điều khiển ngày càng được ứng dụng rộng rãi đòi hỏi phải có kiến thức vững vàng về tự động hóa của cán bộ kỹ thuật trong ngành cũng phải nâng lên tương ứng mới mong có thể nắm bắt các sản phẩm được sản xuất cũng như dây chuyền đi kèm, có như vậy mới có thể có một công việc vững vàng sau khi ra trường. Việc nghiên cứu hệ thống nhiên liệu của động cơ Kamaz – 7403.10, giúp cho em nắm vững hơn về kiến thức động cơ nói chung và về hệ thống nhiên liệu động cơ diesel thông thường nói riêng. Từ đó giúp cho em nắm vững kiến thức cơ bản về động cơ để sau khi ra trường không bị bở ngỡ với những động cơ mới, những hệ thống nhiên liệu mới như hệ thống nhiên liệu Common Rail. Vì những lý do trên nên em chọn đề tài "Khảo sát hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Kamaz – 7403.10" để làm đề tài tốt nghiệp. Nội dung chính của đồ án gồm các phần sau: - Giới thiệu động cơ Kamaz – 7403.10. - Tổng quan về hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel. - Khảo sát hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Kamaz – 7403.10. - Tính toán và kiểm nghiệm hệ thống nhiên liệu động cơ. - Tìm hiểu các dạng hư hỏng và cách khắc phục của hệ thống nhiên liệu. 2. Giới thiệu động cơ KAMAZ - 7403.10 Động cơ Kamaz – 7403.10 được lắp đặt trên các xe Kamaz – 65115 là loại động cơ 4 kỳ 8 xylanh được đặt kiểu hình chữ V làm việc theo thứ tự nổ 1-5-4-2-6-3-7-8. Động cơ có công suất lớn nhất 191KW / 2930 vg/ph. Hệ thống phân phối khí của động cơ được dẫn động từ trục cam thông qua hệ thống: con đội, đũa đẩy, cò mổ. Hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ sử dụng bơm cao áp và vòi phun, bơm cao áp sử dụng là loại bơm dãy có 8 tổ bơm được bố trí theo dạng chữ V, bơm được bố trí giữa hai hàng xylanh của động cơ và được dẫn động từ trục cam thông qua một cặp bánh răng và qua trục các đăng.
2.1. Các thông số kỹ thuật của động cơ KAMAZ – 7403.10. Bảng 2-1. Thông số kỹ thuật động cơ. Tên thông số  Ký hiệu  Đơn vị  Giá trị   Công suất có ích max  Nemax  KW  191   Tỷ số nén  (   16   Số vòng quay ứng với Ne max  nN  Vòng/phút  2930   Số vòng quay không tải  nmin  Vg/ph  600   Mô men cực đại  Memax  Nm  85   Số vòng quay ứng với Memax  nM  Vg/ph  1800   Đường kính xylanh  D  mm  120   Hành trình piston  S  mm  120   Suất tiêu hao nhiên liệu  ge min ge max  g/KG.h  217 238   Số xylanh  i   8   Số kỳ  (   4   Góc mở sớm xupáp nạp  (1  độ  13   Góc đóng muộn xupáp nạp  (2  độ  49   Góc mở sớm xupáp thải  (3  độ  66   Góc đóng muộn xupáp thải  (4  độ  10   Loại buồng cháy    Thống nhất   Tham số kết cấu     0,25   2.2. Giới thiệu chung về động cơ Kamaz – 7403.10. Động cơ KAMAZ – 7403.10 là loại động cơ 4 kỳ gồm có 8 xylanh được bố trí dạng hình chữ V chia làm 2 hàng có dạng như hình 2 – 1, sử dụng nhiên liệu diesel, làm mát bằng nước (theo kiểu làm mát cưỡng bức).
Hình 2 – 1 . Sơ đồ bố trí và trình tự làm việc của xylanh Bơm cao áp của động cơ được bố trí ở giữa hai hàng xylanh. Bơm được dẫn động từ trục cam qua một cặp bánh răng và thông qua một trục truyền các đăng đến đầu bơm. Nhiên liệu được đưa đến vòi phun nhờ các ống cao áp bằng thép. Mỗi xylanh được bố trí một vòi phun, hai xupap một nạp và một thải. Cơ cấu phối khí được bố trí theo kiểu xupap treo, xupap được dẫn động từ trục cam thông qua hệ thống con đội, đũa đẩy và giàn cò mổ. Có một trục cam dẫn động cho hai hàng xupap, trục cam được dẫn động từ trục khuỷu động cơ bằng bánh răng. Tổng thành và chi tiết động cơ được lắp trên thân máy. Blog của các xylanh được đúc từ hợp kim hoá gang đồng cùng chung với phần trên của cacte. Để tăng độ cứng vững theo chiều dọc thành ngoài của blog người ta bố trí những đường cong. Các vấu của các đinh ốc giữa các đầu xylanh tạo nên những vết nhô ở phía trên của thành và hình thành ra ống nước của blog. Dãy xylanh bên trái dịch chuyển tương đối về bên phải phía trước lên 29,5 mm điều đó làm cho có thể đặt được trên chốt khuỷu hai thanh truyền. Hệ thống làm mát động cơ cưỡng bức một vòng kín, hệ thống được tính toán để thường xuyên sử dụng chất làm mát có nhiệt độ chống đóng băng thấp. Động cơ Kamaz – 7403.10 được sản xuất bởi: Liên hiệp sản xuất ôtô tải loại lớn Kamaz, trực thuộc Bộ công nghiệp ôtô Liên bang cộng hoà xã hội chủ nghĩa Xô Viết (nay là Liên Bang Nga). Trong hệ thống làm mát người ta bố trí hai bộ van hằng nhiệt để rút ngắn thời gian chạy nóng máy. Hệ thống bôi trơn động cơ theo kiểu liên hợp có cácte ướt, bôi trơn cưỡng bức, dầu bôi trơn trong hệ thống lưu động và tuần hoàn được là nhờ bơm dầu, kiểu bơm bánh răng ăn khớp ngoài.
Hình 2 – 2 . Mặt cắt dọc động cơ KAMAZ – 7403.10 1-Máy phát điện; 2-Bơm nhiên liệu thấp áp; 3-Bơm tay; 4-Bơm cao áp; 5-Khớp tự động điều chỉnh góc phun sớm ; 6-Trục các đăng động bơm cao áp; 7-Đường ống nạp; 8-Bầu lọc tinh nhiên liệu; 9-Trục cam;10-Bánh đà; 11-Cacte bánh đà ; 12-Bulông xả dầu; 13-Cacte; 14-Trục khuỷu; 15-Bơm dầu ; 16-Trục dẫn động của phần khớp thuỷ lực; 17-Puli dẫn động máy phát ; 18- Quạt gió.
Hình 2 – 3 . Mặt cắt ngang động cơ KAMAZ – 7403.10 1-Bầu lọc; 2-Phểu rót dầu; 3-Thước thăm dầu; 4-Bầu lọc ly tâm; 5-Hộp van hằng nhiệt; 6-Bulông vòng trước; 7-Máy nén khí; 8- Bơm thuỷ lực trợ lái; 9-Bulông vòng sau; 10- Bugi sấy, 11- Ống nước bên trái; 12- Ống nạp khí vào bên trái; 13- Vòi phun; 14- Đai kẹp giữ vòi phun; 15- Đường ống thải; 16- Óng góp; 17- Cac te. 2.2.1. Cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền. 2.2.1.1. Trục khuỷu. Trục khuỷu là một trong những chi tiết quan trọng nhất, cường độ làm việc lớn nhất và giá thành cao nhất trong động cơ đốt trong. Nó có nhiệm vụ tiếp nhận lực tác dụng trên piston truyền qua thanh truyền và biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục để đưa công suất ra ngoài. Khối lượng của trục khuỷu thường chiếm từ 7
15% khối lượng của động cơ. Giá thành của trục khuỷu thường chiếm khoảng 25
30% giá thành của động cơ. Trạng thái làm việc của trục khuỷu rất nặng: Trục khuỷu chịu tác dụng của lực khí thể, lực quán tính, các lực này có trị số rất lớn và có tính biến thiên theo chu kỳ nhất định nên có tính va đập mạnh. Các lực tác dụng gây ra ứng suất uốn và xoắn trục đồng thời còn gây ra hiện tượng dao động dọc và dao động xoắn làm cho động cơ rung và mất cân bằng. Ngoài ra các lực này còn gây ra hao mòn các bền mặt ma sát cổ trục và chốt khuỷu.
Hình 2 – 4. Trục khuỷu 1-Đối trọng trước; 2-Bánh răng dẫn động bơm dầu; 3-Nút chặn dầu; 4-Đối trọng sau; 5-Bánh răng dẫn động; 6-Hắt dầu; 7-Chốt khuỷu; 8-Lỗ chứa dầu; 9-Lỗ định tâm. Trục khuỷu được làm bằng thép hợp kim chế tạo theo phương pháp dập nóng, cổ trục được tôi với dòng điện cao tần, chiều sâu lớp tôi 2 ( 6 [mm] hoặc bằng phương pháp thấm nitơ. Trục khuỷu của động cơ Kamaz là loại truc khuỷu nguyên gồm có 5 cổ trục và 4 chốt khuỷu. Bên trong các chốt khuỷu được khoan các lỗ chứa dầu bôi trơn, các lỗ này còn có tác dụng như một lọc ly tâm lọc dầu bôi trơn thêm một lần nữa. Trục khuỷu gồm các phần: Đầu trục khuỷu, cổ trục khuỷu, chốt khuỷu, má khuỷu và đuôi trục khuỷu. Đầu trục khuỷu, lắp với bánh răng số 2 để dẫn động bơm dầu bôi trơn. Trên đầu trục khuỷu còn lắp một khớp nối thuỷ lực để dẫn động quạt gió. Bánh răng chủ động được lắp trên đầu trục khuỷu theo kiểu lắp căng có then bán nguyệt. Ngoài ra, trên đầu trục khuỷu còn lắp phớt chắn dầu (vành gạt dầu), ổ chắn dọc trục (vành bán nguyệt) hạn chế chuyển động dọc trục của trục khuỷu. Cổ trục khuỷu: Có năm cổ trục khuỷu, các cổ trục khuỷu có kích thước như nhau, đường kính cổ trục: 95 [mm]. Các cổ trục được bôi trơn nhờ các đường dầu ở thân máy dẫn đến các bệ đỡ ổ trục. Bạc lót của trục có khoan lỗ và có rãnh chứa dầu bôi trơn, đường kính lỗ dầu trên trục : 5[mm]. Chốt khuỷu: Có bốn chốt khuỷu, trên chốt có khoan các đường dẫn dầu bôi trơn chốt khuỷu, các đường này thông với đường dầu cổ trục nhờ các đường nghiêng. Sau khi gia công người ta đậy kín các lỗ bằng các nút 3. Mỗi chốt khuỷu lắp hai thanh truyền, mỗi thanh truyền ứng với một xylanh. Má khuỷu: Là bộ phận nối liền chốt khuỷu và cổ trục, má khuỷu có dạng ôvan. Đối trọng: Đối trọng có các tác dụng sau: - Cân bằng lực và mômen quán tính không cân bằng động cơ, chủ yếu là lực quán tính ly tâm. - Giảm tải cho cổ trục, nhất là cổ trục giữa. - Giảm rung động cho động cơ. Đuôi trục khuỷu được lắp các chi tiết: Bánh đà, bánh răng số 5 để dẫn động trục cam, bơm cao áp, bơm nước được dẫn động nhờ bánh răng bên cạnh bánh răng số 7. Trên đuôi trục khuỷu có lắp vành chắn dầu 6, đuôi trục khuỷu được bắt kín khít nhờ vòng đệm bằng cao su nằm trong hộp bánh đà. 2.2.1.2. Thanh truyền. Thanh truyền là chi tiết nối piston và trục khuỷu nhằm biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu. Khi động cơ làm việc thanh truyền chịu tác dụng của các lực sau: - Lực khí thể trong xy lanh. - Lực quán tính chuyển động tịnh tiến của nhóm piston. - Lực quán tính của thanh truyền. Dưới tác dụng của các lực đó, thanh truyền bị nén, uốn dọc, uốn ngang. Đầu nhỏ thanh truyền có thể bị biến dạng, nắp đầu to chịu uốn và chịu kéo. Khi động cơ làm việc, các lực trên thay đổi theo chu kỳ, vì vậy tải trọng tác dụng lên thanh truyền là tải trọng động. Thanh truyền được chế tạo bằng thép hợp kim, có tiết diện hình chữ I và được nitơ hoá hoặc tôi cao tần. Thanh truyền có kết cấu gồm 3 phần: Đầu nhỏ, đầu to và thân thanh truyền. Đầu nhỏ thanh truyền: Là phần lắp ghép với chốt piston, có dạng hình trụ rỗng. Trên đầu nhỏ thanh truyền có khoan hai lỗ để hứng dầu bôi trơn khi xecmăng gạt dầu hồi về để bôi trơn cho chốt piston và bạc lót. Thân thanh truyền: Thân thanh truyền có tiết diện chữ I. Do tính hợp lý trong việc sử dụng vật liệu nên trọng lượng thanh truyền nhỏ mà độ cứng vững lớn. Chiều rộng của thân thanh truyền tăng dần từ đầu nhỏ lên đầu to. Làm như vậy để cho phù hợp với quy luật phân bố của lực quán tính tác dụng lên thanh truyền trong mặt phẳng lắc. Đầu to thanh truyền: Một nửa đầu to được dập liền với thân thanh truyền, còn một nửa kia được chế tạo rời để thuận lợi trong quá trình tháo lắp, hai nửa đầu to được liên kết với nhau nhờ hai bulông. Thanh truyền và nắp đầu to thanh truyền được gia công đồng bộ với nhau. Do vậy nắp đầu to không đổi lẫn cho nhau được. Ở trên nắp đầu to và thân thanh truyền có đánh dấu bộ đôi ngoài ra trên nắp và thân thanh truyền đều dập số thứ tự của xylanh. Bulông thanh truyền là chi tiết nhỏ nhưng rất quan trọng vì nếu bulông thanh truyền bị đứt, động cơ sẽ bị hư hỏng nặng. Bulông thanh truyền được chế tạo bằng thép hợp kim. Khi động cơ làm việc, bu lông thanh truyền chịu các lực sau: - Lực siết ban đầu khi lắp ghép. - Lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến và lực quán tính ly tâm của khối lượng chuyển động quay. Các lực trên thay đổi theo chu kỳ nên bulông thanh truyền chịu tải trọng động và bị mỏi. 2.2.2. Nhóm Piston. Nhóm piston gồm có: Piston, chốt piston, xécmăng khí, xécmăng dầu và các chi tiết hãm chốt piston. Nhóm piston có nhiệm vụ: - Bảo đảm bao kín buồng cháy, giữ không cho khí cháy lọt xuống cacte và ngăn không cho dầu nhờn từ hộp trục khuỷu sục lên buồng cháy. - Tiếp nhận lực khí thể và truyền lực ấy cho thanh truyền để làm quay trục khuỷu. Nén khí trong quá trình nén, đẩy khí ra khỏi xylanh trong quá trình thải và hút khí nạp mới vào buồng cháy trong quá trình nạp.
Hình 2 – 5. Nhóm piston và thanh truyền. 1-Piston; 2-Thanh truyền (đầu nhỏ); 3-Vòng khoá hãm; 4-Chốt piston; 5-Rãnh xécmăng khí; 6-Rãnh xécmăng dầu; 7-Thân piston; 8-Bulông thanh truyền; 9-Thân thanh truyền; 10-Nắp đầu to thanh truyền; 11-Nửa bạc lót dưới; 12-Nửa bạc lót trên; 13-Xécmăng dầu; 14-Xécmăng khí. 2.2.2.1. Piston. Piston là một chi tiết máy quan trọng của động cơ. Trong quá trình làm việc của động cơ piston chịu lực rất lớn, nhiệt độ rất cao và ma sát mài mòn lớn. Lực tác dụng và nhiệt độ cao do khí thể và lực quán tính sinh ra gây nên ứng suất nhiệt trong piston, còn mài mòn là do thiếu dầu bôi trơn mặt ma sát của piston với xylanh khi chịu lực. Piston được chế tạo bằng hợp kim nhôm có hàm lượng silic cao. Kết cấu piston được chia làm 3 phần : Đỉnh – đầu và thân piston. - Đỉnh piston là phần tạo thành buồng cháy, đỉnh piston của động cơ Kamaz có dạng hình (. Loại buồng cháy này tạo ra xoáy lốc rất mạnh trong quá trình nén nên hình thành hoà khí được tốt hơn. Tuy nhiên loại buồng cháy này cũng có khuyết điểm là diện tích chịu nhiệt rất lớn và trọng lượng phần đầu piston rất nặng đồng thời khó giải quyết vấn đề ứng suất nhiệt của xécmăng, nhất là xécmăng khí thứ nhất. - Đầu piston có nhiệm vụ đảm bảo bao kín buồng cháy và dẫn nhiệt ra khỏi đỉnh, đảm bảo nhiệt độ của đỉnh piston không cao quá trị số cho phép. Ở đầu piston có ba rãnh lắp xécmăng: Hai xécmăng khí và một xécmăng dầu, trong rãnh xécmăng dầu có khoan sáu lỗ để hồi dầu bôi trơn. Đầu piston có các gân tản nhiệt phía dưới đỉnh piston. - Thân piston là phần dẫn hướng và chịu lực ngang N, chiều dài phần thân piston tính từ xécmăng cuối cùng phía trên bệ chốt đến chân piston. Chiều dài phần thân piston phụ thuộc vào trị số của lực ngang N. Thân càng dài, áp suất tiếp xúc giảm nhưng khối lượng piston càng lớn. Tiết diện ngang thân piston phía hai đầu chốt được vát ngang nhằm tránh cho piston không bị bó kẹt trong xylanh khi piston bị biến dạng. 2.2.2.2. Chốt piston. Chốt piston có nhiệm vụ liên kết piston với thanh truyền, chịu lực tác động trên piston và truyền lực này cho thanh truyền. Vì vậy chốt piston chịu tải trọng rất lớn, va đập mạnh và ma sát lớn, dễ bị mòn do khó bôi trơn. Chốt piston được chế tạo bằng thép Crôm, Niken và được thấm Cacbon rồi tôi cao tần. Chốt piston có kết cấu là hình trụ rỗng nhằm giảm trọng lượng, đường kính ngoài của chốt là 45 [mm]. Chốt piston được lắp theo phương pháp lắp tự do, tức là không cố định trên bệ chốt mà cũng không cố định trên đầu nhỏ thanh truyền. Trong quá trình làm việc chốt piston có thể xoay tự do quanh đường tâm chốt. Ở hai đầu chốt có hai vòng khoá hãm hạn chế khả năng chốt di chuyển dọc trục ở bên trong piston. 2.2.2.3. Xécmăng. Trong quá trình làm việc của động cơ xécmăng khí có nhiệm vụ bao kín buồng cháy, xécmăng dầu có nhiệm vụ ngăn dầu nhờn sục lên buồng cháy. Xécmăng khí thứ nhất là xécmăng làm việc trong điều kiện xấu nhất: chịu nhiệt độ cao, va đập lớn, mài mòn nhiều do ma sát khô. Xécmăng được chế tạo bằng gang xám hợp kim. Bề mặt làm việc của xécmăng khí thứ nhất được mạ một lớp Crôm còn xécmăng khí thứ hai được mạ một lớp Molipden và khe hở miệng trong xylanh là 0,4 ( 0,6 [mm]. Khi lắp ráp các miệng xécmăng lệch nhau 1800. Xécmăng dầu có vòng giãn nở lượn sóng làm bằng thép lò xo và bề mặt làm việc của xécmăng được mạ một lớp Crôm và khe hở miệng trong xylanh là 0,3 ( 0,45[mm]. Tiết diện của xécmăng khí có dạng hình thang. Tiết diện của xécmăng dầu hình hộp. Trên xécmăng dầu có rãnh ở trên phía lưng xécmăng để hứng dầu bôi trơn khi xécmăng gạt dầu. Mỗi một piston có hai xécmăng khí và một xécmăng dầu.