Trục khuỷu là gì, trục cơ là gì ? Cổ trục khuỷu, má trục khuỷu, chốt khuỷu, đối trọng là gì ?

Trục khuỷu là gì, trục cơ là gì ?

Trục khuỷu hay còn gọi là trục cơ đây là chi tiết rất quan trọng và chiếm tỷ trọng khá lớn, có thể đến 25 – 30 % giá thành động cơ. Trục khuỷu nhận lực tác dụng từ piston tạo mômen quay kéo các máy công tác và nhận năng lượng của bánh đà, sau đó truyền cho thanh truyền và pislon thực hiện quá trình nén cũng như trao đổi khí trong xy lanh.

Trục khuỷu là gì

Trong tiếng anh Trục Khuỷu được gọi là CrankShaft

Điều kiện làm việc trục khuỷu

Trục khuỷu chịu lực T, Z do lực khí thể và lực quán tính của nhóm piston – thanh truyền gây ra. Ngoài ra, trục khuỷu còn chịu lực quán tính ly lâm của các khối lượng quay lệch tâm của bản thân trục khuỷu và của thanh truyền. Những lực này gây uốn, xoắn, dao động xoắn và dao động ngang của trục khuỷu trên các ổ đỡ.

Vật liệu và phương pháp chế tạo trục khuỷu

Vật liệu chế tạo trục khuỷu: Thép

Trục khuỷu của động cơ tốc độ thấp như động có tàu thủy và tĩnh tại xưởng được chế tạo bằng thép cacbon trung bình như thép C35, C40, C45. Còn trục khuỷu của động cơ cao tốc thường dùng thép hợp kim crôm, niken. Động cơ cường hóa như ở xe đua, xe dụ lịch, trục khuỷu được chế tạo bằng thép hợp kim có các thành phần măng gan, vôm phram. Thép cac bon có ưu điểm là rẻ và có hệ số ma sát trong lớn nên giảm dao động xoắn tốt nhưng sức bền không cao bằng thép hợp kim. Phôi trục khuỷu bằng thép thường tạo bằng phương pháp rèn khuôn hoặc rèn tự do. Sau đó phôi được ủ và thường hóa trước khí gia công cơ khí. Tiếp theo gia công cơ thô, trục khuỷu được nhiệt luyện và xử lý bề mặt rồi gia công lần cuối như các cổ trục. Với kiểu tạo phôi bằng phương nháp rèn, lượng dư gia công có thường khá lớn. Nếu tạo phôi bằng phương pháp đúc thì lượng dư gia công cơ ít hơn. Tuy nhiên, sức bền của trục khuỷu được chế tạo từ phương pháp đúc không cao bằng khi dùng phương pháp rèn

Vật liệu chế tạo trục khuỷu: Gang graphit cầu

Gang cầu có đặc điểm rất dễ đúc và rẻ. Ngoài ra, do có cacbon ở dạng graphit cầu nên ma sát trong lớn, chịu mài mòn tốt và không nhạy cảm với ứng suất tập trung. Khi đúc tạo phôi có thể đúc được phôi có hình dạng phức tạp như yêu cầu thiết kế đề ra nhằm bảo đảm sức bền đều trên toàn bộ trục khuỷu. Tuy nhiên khó khăn lớn nhất khi chế tạo trục khuỷu bằng gang cầu là cầu hóa.

Kết cấu trục khuỷu

Kết cấu trục khuỷu phụ thuộc trước hết vào loại trục khuỷu. Người ta phân chia trục khuỷu thành một số loại sau :Trục khuỷu ghép và trục khuỷu VZ nguyên. Trục khuỷu ghép là trục gồm nhiều chi tiết được lắp với nhau. Loại trục khuỷu này được dùng nhiều trong động cơ cỡ lớn. Trục khuỷu giáp động cơ cỡ nhỏ như động cơ máy cấy, Trục khuỷu nguyên là trục chỉ gồm một chi tiết. Trục khuỷu nguyên được dùng trong động cơ cỡ nhỏ và trung bình, ví dụ ở động cơ lớn như máy kéo.

Trục khuỷu dù cỡ lớn và trục khuỷu cỡ nhỏ. Gọi số xy lanh của động cơ là z và số ổ đã là i Nếu trục khuỷu có số ổ đồ là ¡ = z + L, tức là giữa hai xylanh liên tiếp nhau luôn có một ổ đỡ thì được gọi là trục khuỷu đủ cổ. Còn nếu ¡ < z + 1 thì trục khuỷu được gọi là trục khuỷu trốn cổ. Thông thường trục khuỷu trục khuỷu động cơ + kỳ, 4 xy lanh, trốn cổ, chỉ có 3 ổ đồ

Để tỷ mỷ kết cấu các phần của trục khuỷu, người la chia trục khuỷu thành các phần như đã thể hiện. Sau đây ta sẽ xét từng phần cụ thể

Đầu trục khuỷu

Mỗi loại kết cấu đầu trục khuỷu động cơ ô tô. Đầu trục lấp vấu để quay trục khi cần thiết hoặc để khởi động bằng tay quay. Trên đầu trục khuỷu thường có then để lấp puly dẫn động quạt gió, bơm nước cho hệ thống làm mát, đĩa giảm dao động xoắn (nếu có) và lắp bánh răng trục khuỷu. Bộ truyền bánh răng từ trục khuỷu để đẫn động trục cam phối khí và bơm cao áp (của động cơ Diesel ) hoặc bộ chia điện đánh lửa (của động cơ xăng) và bơm dầu của hệ thống bôi trơn. Ngoài ra đầu trục khuỷu loại này còn có kết cấu hạn chế di chuyển dọc trục. Các bề mặt đầu của cổ trục đầu tiên khi di chuyển dọc trục sẽ tỳ vào các tấm chân có trắng hợp kim chịu mòn

Cổ trục khuỷu

Cổ trục khuỷu dược gia công và xử lý bề mặt đạt độ cứng và độ chịu mài mòn cao. Phần lớn các động cơ có cổ trục cùng một đường kính. Đặc biệt động cơ, thường là động cơ cỡ lớn, với đường kính cổ trục lớn dần từ đầu đến đuôi truc khuỷu để có sức bền đều. Tuy nhiên nó sẽ rất phức tạp vì có nhiều bạc hoặc ổ đỡ có đường kính khác nhau. Cổ khuỷu thường rỗng để làm rãnh dẫn đầu bôi tron đến các cổ và chốt khác của trục khuỷu.

Chốt khuỷu

Chốt khuỷu cũng phải được gia công và xử lý bề mặt để đạt độ cứng và độ bóng cao. Đường kinh chốt thường nhỏ hơn đường kính cổ, nhưng cũng có những trường hợp động cơ có cao tốc = do lực quán tính lớn – đường kính chốt khuỷu có thể bằng đường kính cổ khuỷu. Trong trường hợp đầu to thanh truyền làm liền khối lắp ổ bi kim ở một số động có hai kỳ, do phải lắp lồng thanh truyền từ đầu trục khuỷu nên đường kính chốt phải lớn hơn đường kính cổ. Cũng như cổ khuỷu, chốt khuỷu có thể làm rỗng để giảm trọng lượng và chứa dầu bôi trơn. Dễ dẫn dâu bởi trỏn lên bê mật chốt khuỷu có các phương pháp kết cấu

Dầu bôi trơn thường được dẫn từ thân máy đến các cổ trục khuyu, rồi theo các dưỡng rãnh trong cổ, má khuỷu dẫn lên chốt khuỷu. Vị trí lấy dầu ra bôi trơn chốt khuỷu thuận lợi nhất là vị trí mà tại đó áp suất tiến xúc nhỏ nhất  nhưng chỉ tiết kiểu này khó gia công. Lấy dầu ra thị dễ gia công chi tiết hơn nhưng nó làm giảm đáng kể sức bền trục khuyu. Phương án lấy dầu ra  thì dễ gia công hơn và ảnh hưởng không lốn đến sức bền trục khuýu. Do lực ly tâm, các cặn bẩn chửa trong dầu bôi trơn văng ra xa lâm quay nên nhò có ống nhỏ đầu xạch ở phía trong khoang rỗng của chối được dẫn ra bôi trơn

Do trục khuỷu có các khoang chứa dâu nên khi khỏi dộng phải có thời gian để dầu điền đầy các khoang Để nhanh chóng đưa dầu lên bởi trơn lén bề mật trục khuỷu, người ta dùng ống dẫn lấp ép trong trục khuỷu (hình 2- 27đ), tuy nhiên dầu không dược lọc sạch thêm nhờ hiệu ứng ly tâm như đã nói ủ trên.

Má khuỷu

Má khuyu đón giản và dễ gia công nhất là có dạng chữ nhật và dạng tròn. Đối với động có có cổ khuyu lấp ổ bí, má khuyu tròn đồng thời đóng vai trò cổ khuỷu. Để giảm trọng lượng, người ta thiết kế má khuỷu chữ nhật được vát góc . Má khuỷu ô van có sức bền đều

Để trục khuỷu có độ cứng vững và sức bền cao, trục khuỷu thường được thiết kế có đó rùng điệp, Độ trùng điệp, ký hiệu là £
Ví dụ

Độ trùng điệp càng lớn, độ cứng vững và độ bền của má khuyu, hay nói chính xác hơn, của loàn bộ trục khuỷu càng cao. Muốn tăng độ trùng điệp, hoặc tăng đường kính các cổ trục, cổ chốt áp suất tiếp xúc và mài môn ở các cổ này sẽ giảm — hoặc giảm bán kính quay R của trục khuyu tức là giảm hành trinh§hay vận tốc trung bình của piston vụ, đồng thỏi cũng có nghĩa giảm mài mòn cặp piston – xylanh

Để trảnh tập trung ứng suất, giữa má và cổ khuyu, chốt khuyu thường có các bán kinh chuyển tiếp

Đối trọng

Đối trọng là cục khối lượng gắn trên trục khuyu để tạo ra lực quán tỉnh ly tắm nhằm những mục dích sau :

Cân bằng lực quán tính ly tâm của trục khuýu

Cân bằng một phần lực quán chuyển động tịnh tiến cấp . Thông thưởng người ta cân bằng một nửa lực quán tính chuyển động tịnh tiến cân của nhóm piston thanh truyền. Đối trọng lắp ngược với hướng của chốt khuỷu — tao ra lực quán tính ly tâm có giá trị bằng P2
Như vậy trên phương ngang sẽ xuất hiện lực mất cân bằng . Phương pháp cần bằng này về thực chất là chuyển một phần lực mất cân bằng trên một phương sung phương vuông góc. Phương pháp này thường dùng cho những động có đặt nằm ngang, Dể cân bằng triệt để lực quán tính chuyển động tịnh tiến, người la dùng có cầu cân bằng thường dùng ở những động cơ một xy lanh, ví dụ, động cơ máy kéo Bông Sen. Đối trọng trong trường hợp này không lắp trực tiếp trên trục khuýu mà lắp trên hai trục dẫn động trục khuỷu

* Giảm tải trọng tác dụng cho một cổ khuyu, ví dụ cho cổ giữa trục khuỷu động có 4 kỳ, 4 xylanh (hình 2-30d). Đối với trục khuỷu này, các lực quán tĩnh  ly tâm Pw tự cân bằng nhưng tạo ra cập mo men Mi luôn gây uốn cổ giữa.
Khi có đối trọng, cập mô men Mp ; của đối trọng sẽ cân bằng cập mo men Mp nên giảm được lài cho cổ giữa.

* Đối trọng còn là nơi để khoan hói các khối lượng khí cản bằng động hệ trục khuỷu.

Về mặt nguyên tắc, đối trọng càng bố trí xa tâm quay thi lực quán tính ly tâm càng lốn. Tuy nhiên, khi đó sẽ làm tăng kích thước hộp trục khuýu.

Về mặt kết cấu có các loại đối trọng sau :

* Đối trọng liền với má khuỷu, thông thường dùng cho động có cố nhỏ và trung binh như động có ô lô, máy kéo

“ Để dễ chế tạo, đối trọng được làm rồi rồi lấp với trục khuỷu. Lắp bằng phương pháp hàn thường làm cho trục khuỷu biến dạng và để lại ứng suất dư làm giảm sức bền mỗi của trục khuỷu nên phướng pháp này ít được dùng. Thông thường đối trọng được lắp bằng bu lông với trục khuỷu. Để giảm lực tác dụng lên bu lông, đối trọng được lấp với má trục khuỷu bằng rãnh mang cá va được kẹp chặt bằng bu lông

Đuôi trục khuỷu

Một kết cấu điển hình của đuôi trục khuỷu, rất phổ biến ö động có ô tô, máy kéo. Theo kết cấu này, đuôi trục khuýu có mặt bích để lắp bánh đà và được làm rồng để lắp vòng bí đồ trục sở cấp hộp số.
Trên bề mại ngỗng trục có lấp phổi chắn đầu, tiếp đó la ren hồi đầu có chiều xoắn ngược với chiều quay của trục khuỷu để gạt dầu trò 7 lại. Sát với cổ trục cuối cùng là đĩa chấn dâu. Dầu  được các kết cấu chắn đầu ngàn lại sẽ rơi xuống và theo lỗ thoái trò về các te dầu,

Ngoài ra ở một số động có, đuôi trục khuỷu còn là nói lắp chắn di chuyển dọc trục, lấp bánh răng dẫn động các có cấu phụ như bơm cao áp, bơm dầu.. như ở động cơ ô tô TATRA 928 chẳng bạn.

Liên hệ báo giá và tư vấn về kỹ thuật sửa chữa động cơ thay thế trục cơ – trục khuỷu xe ô tô

Cố vấn dịch vụ: Hotline & zalo: 03.48.68.87.68 – Tư vấn kỹ thuật: Hotline & zalo: 09.62.68.87.68

Mọi tư vấn kỹ thuật sửa chữa động cơ thay thế trục cơ – trục khuỷu xe ô tô là hoàn toàn miễn phí