Xây dựng quy trình kiểm tra, sửa chữa nhóm Piston

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Hưng Yên , Ngày Tháng Năm 2012 Giảng viên Khổng Văn Nguyên  MỤC LỤC Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 1 Lời nói đầu 3 PHẦN 1 : KHÁI QUÁT KẾT CẤU VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC NHÓM PISTON. 1.1. Pistông 4 1.2. Chốt pistông 9 1.3. Xéc măng 14 PHẦN 2. PHÂN TÍCH CẤC DẠNG HƯ HỎNG – NGUYÊN NHÂN HẬU QUẢ CỦA NHÓM PISTON. 2.1. Piston 17 2.2 chốt piston 19 2.3 xéc măng 21 PHẦN 3. XÂY DỰNG QUY TRÌNH KIỂM TRA CHUẨN ĐOÁN,BẢO DƯỠNG,SỬA CHỮA VỀ ĐỘNG CƠ 4A-GE 16-valve TOYOA 3.1.Quy trình tháo cụm piston – thanh truyền 23 3.2.Kiểm tra và bảo dưỡng sửa chữ 31 PHẦN 4: BẢNG SỐ LIỆU CÁC THÔNG SỐ SỬA CHỮA CỦA CƠ CẤU PHƯƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆM SAU KHI SỬA CHỮA CHO XE CỤ THỂ. 4.1: Bảng số liệu các thông số sửa chữa của cơ cấu xe 35 4.2 : Quy trình ,phương pháp kiểm nghiệm sau khi sửa chữa 37 Kết luận 41 Tài liệu tham khảo 42  LỜI NÓI ĐẦU Trong quá trình phát triển của nền kinh tế quốc dân và phục vụ đời sống xã hội việc vận chuyển hàng hoá, khách hàng có vai trò to lớn. Với việc vận chuyển bằng ôtô có khả năng đáp ứng tốt hơn về nhiều mặt so vơí các phương tiện vận chuyển khác do đặc tính đơn giản, an toàn, cơ động. Ngày nay do nhu cầu vận chuyển hàng hóa, khách hàng tăng nhanh, mật độ vận chuyển lớn. Đồng thời cùng với sự mở rộng và phát triển của đô thị ngày càng tăng nhanh thì vận chuyển bằng ôtô lại càng có ưu thế. ở các nước công nghiệp phát triển, công nghiệp ôtô là ngành kinh tế mũi nhọn. Trong khi đó ở nước ta ngành công nghiệp ôtô mới dừng lại ở mức khai thác, sử dụng, sửa chữa và bảo dưỡng. Những năm 1985 trở về trước các ôtô hoạt động ở Việt Nam đều là ôtô nhập ngoại với nhiều chủng loại do nhiều công ty ở các nước sản xuất. Từ những năm thập kỷ 90 chúng ta thực hiện việc liên doanh, liên kết với các công ty nước ngoài. Nên Việt Nam đã có nhiều liên doanh đã và đang hoạt động như : TOYOTA, MEDCEDES_BENS, VMC, DEAWOO, MITSUBISHI ngoài ra còn kể đến một số hãng trong nước như : Trường Hải, Mê Kông, Vinasuki, Công ty ôtô 1-5..Tại những liên doanh này ôtô được lắp ráp trên dăy truyền công nghệ hiện đại. Ngành công nghiệp ôtô Việt Nam đã chuyển sang một giai đoạn mới. Với đồ án có đề tài : “Xây dựng quy trình kiểm tra, sửa chữa nhóm piston” là dịp để em kiểm nghiệm lại kiến thức đã được học và nâng cao sự hiểu biết. Để hoàn thành đồ án này ngoài sự nỗ lực của bản thân em không thể không kể đến sự chỉ bảo tận tình của thầy cô giáo trong bộ môn và nhà trường. Đặc biệt sự hướng dẫn của thầy Khổng Văn Nguyên. Do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót trong quá trình thực hiện đồ án môn học em rất mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy, cô và bạn bè để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hưng Yên, Ngày Tháng Năm 2012 Sinh viên : Doãn Văn Hà PHẦN 1 : KHÁI QUÁT KẾT CẤU VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC NHÓM PISTON. 1 .Khái quát kết cấu và điều kiện làm việc của nhóm piston. 1.1.piston. 1.1.1 Nhiệm vụ. Cùng với xi lanh và lắp máy tạo thành buồng cháy cho động cơ. Nhận lực khí thể thông qua thanh truyền để làm trục khuỷu quay cũng như nhận lực quán tính từ trục khuỷu qua thanh truyền để nén hỗn hợp khí ra khỏi động cơ. Bao kín buồng đốt không cho khí lọt xuống đáy cacte và cũng không cho dầu trơn bôi sục lên buồng đốt. Đóng mở cửa nạp và thải ở động cơ 2 kì. 1.1.2. Điều kiện làm việc. - Chịu tải trọng cơ học lớn và có chu kì, áp suất cao (120Kg/cm2). - Chịu lực quán tính lớn. - Chịu nhiệt độ cao lên giảm độ bền, bị giãn nở nhiệt gây ra bó kẹt, nứt, làm giảm hệ số nạp cuă động cơ gây kích nổ. - Chịu va đập mài mòn lớn, ăn mòn hoá học va đập vói thành vách xi lanh, với xec măng, bị mài mòn ô van. - Điều kiện bôi trơn khó khăn. 1.1.3.Vật liệu chế tạo. Vật liệu chế tạo cho piston phải đảm bảo cho piston làm việc ổn định và lâu dài trong những điều kiện khắc nhiệt đã nêu trên. Nên vật liệu dùng để chế tạo piston phải có tính cơ khí sau: - Có sức bền cao và độ bền nhiệt lớn. - Trọng lượng riêng nhỏ. - Hệ số dãn dài nhỏ, hệ số dẫn nhiệt lớn. - Chịu mòn tốt và chịu ăn mòn hóc học. Các loại động cơ ngày nay thường được sử dụng hai loại vật liệu chính là hợp kim nhôm và hợp kim gang.Do hợp kim nhôm có độ bền thấp hơn va độ bền dài lớn nhưng lại có khối lượng riêng nhỏ hơn và có tính đúc tốt hơn hơn hợp kim gang vậy mà ngày nay người ta chủ yếu dùng hợp kim nhôm làm vât liệu chế tạo piston. 1.1.4. Kết cấu. Để thuận lợi phân tích kết cấu có thể chia piston thành những phần như đỉnh, đầu, thân và chân piston. Hình 1.1 Piston 1- Đỉnh piston ; 2 - Đầu piston ; 3- Thân piston a). Đỉnh Piston. Cùng với xylanh, nắp xylanh tạo thành buồng cháy, về mặt kết cấu có các loại đỉnh sau: - Đỉnh bằng: Có diện tích chịu nhiệt nhỏ, kết cấu đơn giản. Thường được sử dụng trong động cơ diezel buồng cháy dự bị và buồng cháy xoáy lốc (hình 1.2.a) - Đỉnh lồi: Có sức bền lớn, đỉnh mỏng nhẹ nhưng diện tích chịu nhiệt lớn. Thường được sử dụng trong động cơ xăng 2 kỳ và 4 kỳ xupáp treo, buồng cháy chỏm cầu (hình 1.2.b và 1.2.c). - Đỉnh lõm: Có thể tạo xoáy lốc nhẹ, tạo thuận lợi cho quá trình hình thành hòa khí và cháy. Tuy nhiên sức bền kém và diện tích chịu nhiệt lớn. Loại đỉnh này thường được sử dụng ở cả động cơ xăng và động cơ diesel (hình 1.2.d). - Đỉnh chứa buồng cháy: Thường gặp trên động cơ diesel (hình 1.2.e,f,g,h). Kết cấu buồng cháy phải thỏa mãn các yêu cầu sau tùy từng trường hợp cụ thể: + Phải phù hợp với hình dạng buồng cháy và hướng của chùm tia phun nhiên liệu để tạo thành hỗn hợp tốt nhất. + Phải tận dụng được soáy lốc của không khí trong quá trình nén. Hình 1.2 Các dạng buồng cháy đỉnh piston. b). Đầu piston. Đường kính đầu piston thường nhỏ hơn đường kính thân vì thân là phần dẫn hướng của piston. Kết cấu đầu piston phải đảm bảo những yêu cầu sau: - Bao kín tốt cho buồng cháy: Nhằm ngăn khí cháy lọt xuống cacte dầu và dầu bôi trơn từ cácte lọt lên trên buồng cháy. - Tản nhiệt tốt cho piston: Để tản nhiệt tốt thường dùng các kết cấu đầu piston sau: + Phần chuyển tiếp giữa đỉnh và đầu có bán kính chuyển tiếp R lớn. + Dùng gân tản nhiệt dưới đầu piston. + Tạo rãnh ngăn nhiệt ở đầu piston để giảm nhiệt lượng chuyền cho séc măng thứ nhất. + Làm mát cho đỉnh piston (trong động cơ cỡ lớn đỉnh piston thường được làm mát bằng dầu lưu thông như hình 1.3.f). - Sức bền cao: Để tăng sức bền và độ cứng vững cho bệ chốt piston người ta người ta thiết kế các gân trợ lực. Hình 1.3 Các dạng đỉnh piston c). Thân piston. Có nhiệm vụ hướng cho piston chuyển động trong xylanh.Chiều cao h của thân được quyết định bằng điều kiện áp suất tiếp xúc do lực ngang N gây ra phải nhỏ hơn áp suất tiếp xúc cho phép. - Nếu gọi chiều cao của lỗ bệ chốt là hchốt ,chiề cao của thân piston la Hthân Thì ta có : hchốt = ( 0,6 ¸ 0,7 ).Hthân - Vị trí tâm chốt: Phải được bố trí sao cho piston và xylanh mòn đều, đồng thời phải giảm va đập và gõ khi piston đổi chiều. Một số động cơ có tâm chốt lệch với tâm xylanh 1 giá trị e về phía nào đó sao cho lực ngang Nmax giảm để hai bên chịu lực N của piston và xylanh mòn đều. Hình 1.4.Thân piston Hình 1.5. Các nguyên nhân gây bó kẹt piston Ta có : P = [ p] - Chống bó kẹt piston: Có nhiều nguyên nhân gây ra bó kẹt piston trong xylanh cụ thể: + Lực ngang N. + Lực khí thể . + Kim loại giãn nở . Do những nguyên nhân trên piston thường bị bó kẹt theo phương tâm chốt piston. Đối với piston bằng hợp kim nhôm hệ số nở dài lớn càng dễ sảy ra bó kẹt. - Khắc phục hiện tượng bó kẹt: + Chế tạo than piston có dạng ô van, trục ngắn trùng với tâm chốt. + Tiện vát 2 mặt ở bệ chốt chỉ để lại một cung α = 90 ÷ 100o để chịu lực mà không ảnh hưởng nhiều đến phân bố lực. + Xẻ rãnh nở trên thân piston. Khi xẻ rãnh người ta không xẻ hết để đảm bảo độ cứng vững cần thiết và thường xẻ chéo để tránh xylanh bị gờ xước. Khi nắp cần chú ý để bề mặt thân xẻ rãnh về phía lực ngang N nhỏ. Loại này có ưu điểm là khe hở lúc nguội nhỏ, động cơ không gõ khởi động dễ dàng. Nhược điểm độ cứng vững của piston giảm nên thường dùng ở động cơ xăng. + Đúc bằng hợp kim có độ nở dài nhỏ. d). Chân piston. Hình 1.6 là một kết cấu điển hình của chân piston. Theo kết cấu này thân có vành đai để tăng độ cứng vững mặt trụ a cùng với mặt đầu của chân piston là chuẩn công nghệ khi gia công và là nơi điềuchỉnh trọng lượng của piston sao cho đồng đều giữa các xylanh. Hình 1.6. Chân piston 1.2.chốt piston. 1.2.1. Trạng thái làm việc của chốt piston. -Chốt piston là chi tiết máy nối piston với thanh truyền nó truyền lực tác dụng của khí thể tác dung lên piston cho thanh truyền để làm quay trục khuỷu ,vì vậy tuy là một chi tiết máy đơn giản nhưng rất quan trọng .Trong quá trình làm việc chốt piston chịu lực khí thể và lực quán tính rất lớn,các lực này đều thay đổi theo chu kỳ đồng thời có tính chất va đập mạnh,nhất là trong động cơ cao tốc. -Do nhiệt độ làm việc của chốt piston tương đối cao (>373 độ ) mà chốt piston lại khó chuyển động xoay tròn trong bệ chốt nên rất khó bôi trơn,ma sát dưới dạng nửa ướt do vậy nên dễ bị ăn mòn. 1.2.2. Vật liệu chế tạo chốt piston. Do yêu cầu kỹ thuật của piston, vật liệu dùng để chế tạo chốt phải có sức bền cao, chịu được mòn tốt và giới hạn mỏi cao. Vật liệu thường dùng là thép hợp kim có thành phần cacbon thấp như thép 20Cr, 15CrM, 18CrNiM,…. Các loại thép này khi nhiệt luyện đều phải thấm than, xianuya hoá hoặc nitơ hoá rồi tôi đạt độ cứng bề mặt cao, nitơ hoá thường dùng là NHcòn xianuya hoá dùng NaCN hoặc hỗn hợp (30 - 40)% KF(CN) + 10% NaCO + than hoa. Với động cơ tốc độ trung bình và tốc độ thấp cũng hay dùng thép cacbon có thành phần cacbon trung bình như thép 35, 40, 45 để chế tạo chốt piston. Chốt được làm bằng thép cacbon hoặc thép hợp kim có thành phần cacbon trung bình sau khi tôi cao tần, độ cứng bề mặt chốt có thể đạt (58 – 65) HRC, độ cứng phần ruột đạt (26 – 30) HRC. Chiều sâu lớp tôi đạt (1 - 1,5) mm. Chốt piston làm bằng thép cacbon hay thép hợp kim thành phần cacbon thấp lớp thấm than có chiều sâu (1 – 2) mm. Tôi cao tần đạt độ cứng bề mặt (56 – 62) HRC, độ cứng phần ruột cũng đạt (26 – 30) HRC. 1.2.3. Kết cấu và kiểu lắp ghép chốt piston : Kết cấu của chốt piston rất đơn giản, đều là hình trụ rỗng để cho nhẹ. Các chốt piston chỉ khác nhau ở phần ruột. Dưới đây là hình vẽ một số dạng ruột piston thường dùng : Hinh 1.7. Các dạng của ruột chốt piston thường gặp Với chốt piston có dạng hình trụ rỗng như hình 1.7.a thì dễ chế tạo, các dạng côn như hình 1.7.b,c,d tuy có chế tạo phức tạp hơn nhưng chốt nhẹ hơn và có sức bền đồng đều hơn vì vậy các loại chốt này thường dùng trên các động cơ cao tốc. Kích thước đường kính ngoài của chốt phải thiết kế theo hệ trục để việc lắp ghép đạt yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo được khe hở lắp ghép với bệ chốt và khe hở lắp ghép với đầu nhỏ thanh truyền. Lắp ghép chốt piston thường có 3 kiểu lắp cơ bản sau đây : a. Cố định chốt trên bệ chốt piston. Khi lắp ghép theo kiểu này, chốt piston được cố định trên bệ chốt bằng một hoặc nhiều bulông. Phương pháp lắp ghép này đạt được những ưu điểm sau : *Ưu điểm: Không cần tổ chức bôi trơn cho bệ chốt,đồng thời đầu nhỏ thanh truyền có điều kiện làm dài hơn do đó làm giảm được ứng suất tiếp xúc,dễ bôi trơn. *Nhược điểm: +Độ võng của chốt tăng lên. +Trên bệ chốt phải khoan lỗ ren nên gây ứng suất tập trung và do chốt piston cũng phải khoan lỗ nên khi nhiệt luyện thường bị lỗi. +Chốt mài mòn không đều,vùng chịu lực của chốt không thay đổi nên chốt dễ bị mỏi. +Gây ra momen lắc piston,vì vậy để cân bằng nó thường phải làm chốt piston có chiều dày hai đầu chốt khác nhau. Dưới đây là hình vẽ thể hiện việc lắp ghép này : Hinh 1.8.cố định chốt đầu nhỏ thanh truyền b. Cố định chốt trên đầu nhỏ thanh truyền. Khi lắp ghép theo kiểu này, chốt piston được bắt chặt trên đầu nhỏ thanh truyền bằng bulông. Phương pháp lắp ghép này có những ưu điểm và nhược điểm sau : * Ưu điểm : +Do chốt cố định trên đầu nhỏ thanh truyền nên có thể giảm chiều dài đầu nhỏ và không cần bôi trơn bạc và đầu nhỏ. +Ta có thể tăng chiều dài của bệ chốt piston để cải thiện điều kiện bôi trơn và giảm mô men uốn chốt do khoảng cách gối tựa giảm, tuy vậy phương pháp này vẫn tồn tại một số khuyết điểm sau : * Khuyết điểm : +Mài mòn không đều và miền chịu lực cố định nên chốt dễ bị mỏi. +Đối với loại piston làm bằng hợp kim nhẹ, phương pháp lắp ghép này đòi hỏi khe hở bệ chốt lớn (lắp lỏng) nên hay gõ chốt khi máy nóng. Để tránh hiện tượng trên, người ta phải ép bạc lót đồng vào bệ chốt. Đối với piston gang do hệ sớ giãn dài nhỏ nên không cần bạc lót. Dưới đây là hình vẽ thể hiện việc lắp ghép này : Hình 1.9. Cố định chốt trên đầu nhỏ thanh truyền c. Chốt piston lắp lắp động : Với phương pháp lắp ghép này chốt piston không cố định trên đầu nhỏ thanh truyền mà cũng không bệ chốt piston. Vì vậy trong quá trình làm việc chốt piston có thể xoay tự do quanh đường tâm của chốt. Dưới đây là hình vẽ thể hiện mối lắp ghép này : Hình 1.10. chốt piston lắp động Phương pháp lắp động được dùng rất phổ biến và nó có nhiều ưu điểm lớn mà 2 phương pháp lắp ghép trên không có : +Do chốt có thể xoay tự do quanh đường tâm của nó nên chốt mòn rất đều, tuổi thọ cao và do chốt xoay nên mặt chịu lực luôn thay đổi nên chốt chịu được mỏi rất tốt. +Nếu do tạp chất cơ học hoặc do biến dạng mà chốt bị kẹt (trên bệ chốt hoặc trên đầu nhỏ) thì chốt vẫn làm việc bình thường như phương pháp lắp cố định, tuy nhiên khi dùng -Phương pháp lắp động ta cần phải giải quyết một số vấn đề sau : +Lựa chọn khe hở lắp chốt với bệ chốt và lắp chốt với đầu nhỏ thanh truyền phải hợp lý để tránh va đập khi máy nóng, nhất là đối với loại piston nhôm. Thông thường ở trạng thái nguội, mối lắp ghép giữa chốt và bệ chốt piston nhôm thường là lắp có độ dôi khoảng từ (0,01 – 0,02)mm. Như vậy khi làm việc bệ chốt giãn nở ra, chốt sẽ tự xoay được. +Do chốt tự xoay được nên phải hạn chế không cho chốt di chuyển dọc trục để không cào xước bề mặt gương xy lanh. + Do chốt xoay tự do nên phải giải quyết bôi trơn cả bệ chốt lẫn đầu nhỏ thanh truyền. Bôi trơn chốt piston có thể dùng cách bôi trơn cưỡng bức hoặc hứng dầu vung té. Dùng phương pháp bôi trơn cưỡng bức, dầu nhờn được dẫn từ đầu to thanh truyền đi dọc theo đường dẫn trên thân thanh truyền đến đầu nhỏ thanh truyền. Cách bôi trơn này rất đảm bảo nhưng làm cho công nghệ gia công thanh truyền chở nên phức tạp. Dùng cách bôi trơn hứng dầu vung té thì trên đầu nhỏ và trên bệ chốt phải khoan các lỗ hứng dầu bôi trơn, đầu nhỏ có từ 1 – 5 lỗ hứng dầu, bệ chốt có lỗ hứng dầu khoan phía dưới rãnh xec măng dầu. Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng cách bôi trơn này hiệu quả cao mà công nghệ lại đơn giản. + Ta có thể tránh ứng suất tập trung vùng bệ chốt (do khi chịu lực chốt bị uốn) bằng cách vát mép lỗ bệ chốt. Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng ứng suất tập trung phụ thuộc vào kết cấu của phần mép trong lỗ bệ chốt. Thông thường nếu vát mép trong của lỗ bệ chốt một góc 45- 60thì ứng suất tập trung giảm (30 – 60)% so với khi không vát mép. 1.3. Xéc măng. Xéc măng có kết cấu rất đơn giản. Nó có dạng một vòng thép đàn hồi hở miệng. Tuy nhiên các điều kiện kỹ thuật của xéc măng thì lại hết sức phức tạp như : độ kín khít của mặt lưng xéc măng với mặt gương xylanh thể hiện qua tiêu chuẩn : “khe hở ánh sáng”, “độ vênh miệng”; ”quy luật phân bố áp suất theo dạng quả lê mà áp suất phần miệng phải lớn hơn các phần khác”, “độ cứng tương quan”, “tổ chức tế vi”,…Nhất là hình dạng xéc măng ở trạng thái tự do đều là những vấn đề hết sức nan giải. Xéc măng thường được chia làm 2 loại theo nhiệm vụ 1.3.1. Xéc măng khí Xéc măng có kết cấu rất đơn giản là một vòng hở miệng hình 1.11.a. Kết cấu của xéc măng khí được đặc trưng bởi kết cấu của tiết diện và miệng của xéc măng. - Về mặt tiết diện xécmăng khí: Hình 1.11. Kết cấu xéc măng khí. + Loại tiết diện chữ nhật (hình 1.11.b) có kết cấu đơn giản nhất, dễ chế tạo nhưng có áp suất riêng không lớn, thời gian rà khít với xylanh sau khi lắp ráp lâu. + Loại có mặt côn (hình 1.11.c) có áp suất tiếp xúc lớn và có thể rà khít nhanh chóng với xylanh, tuy nhiên chế tạo phiền phức và đánh dấu khi lắp sao cho xéc măng đi xuống sẽ có tác dụng như một lưỡi cạo để gạt dầu. + Để có đượng ưu điểm trên và tránh được những điều phiền phức đã nêu, người ta đưa ra kết cấu tiết diện không đối xứng bằng cách tiện vát tiết diện xéc măng (hình 1.11.d và e). Khi lắp các piston và xylanh, do có sức căng nên xéc măng bi vênh đi nên có tác dụng như một mặt côn. Khi lắp ráp phải chú ý: Nếu vát phía ngoài (hình 1.11.d) thì phải lắp hướng xuống phía dưới còn vát phía trong (hình 1.11.e) thì phải lắp hướng lên buồng cháy, nhằm tránh hiện tượng giảm lực căng của xéc măng do áp suất cao của khí lọt từ buồng cháy. + Loại hình thang – vát (hình 1.11.f) có tác dụng giữ muội than khi xéc măng co bóp do đường kính xylanh không hoàn toàn đồng đều theo phương dọc trục, do đó tránh được hiện tượng bó kẹt xéc măng trong rãnh của nó. - Về kết cấu miệng: + Loại thẳng (hình 1.11.g) dễ chế tạo nhưng dễ lọt khí và sục dầu qua miệng.+ Loại hình (hình 1.12..h) có thể khắc phục phần nào những nhược điểm trên. + Loại bậc ( hình 1.11.i) bao kín rất tốt nhưng khó chế tạo. 2.3.2. Xéc măng dầu. Nhìn hình 1.12 thấy sự hoạt động của xéc măng . Hình 1.12. Hiện tượng bơm dầu của xécmăng khí. - Ở rãnh xécmăng dầu của piton có rãnh thoát dầu (hình 1.13). Một số xec măng dầu có kết cấu tiết diện dạng lưỡi cạo gạt dầu thường gặp trong thực tế. Hình 1.13. Xéc măng dầu tổ hợp - Kết cấu của xécmăng dầu tổ hợp gồm 3 chi tiết riêng rẽ. Do có lò xo hình sóng ép hai vòng thép mỏng lên mặt đầu của rãnh nên xec măng khi làm việc không có khe hở mặt dầu. Do đó xéc măng dầu tổ hợp có tác dụng ngăn dầu và giảm va đập rất tốt. PHẦN 2. PHÂN TÍCH CẤC DẠNG HƯ HỎNG – NGUYÊN NHÂN – HẬU QUẢ CỦA NHÓM PISTON. 2.1. Piston. TT Hư Hỏng Nguyên Nhân Hậu Quả 1 Phần thân piston mòn ,mòn ô van và mòn côn và bị cào xước. Hinh2.piston mòn, cháy,ovan ,cào xước Do ma sát với thành vách xi lanh, trong dầu bôi trơn co cặn bẩn. Làm giảm đường kính, thay đổi độ côn và o van,khe hở piston-xilanh tăng, truyền động không vững gây va đập khi làm việc. Piston có thể bị nứt vỡ khi làm việc. 2 Rãnh lắp xéc măng bi cháy rỗ ,đứt hay mài mon ,rãnh trên cùng mòn nhiêu nhât, trong một rãnh thì mặt dưới mòn hơn mặt trên. Hình 2.1.Rãnh xéc măng cháy ,rỗ,đứt., gãy. Ảnh hưởng quá chình cháy hoăc kẹt hay va đập với xéc măng. Làm tăng khe hở giưa piston-xecmang, co thể làm gãy xecmang trong khi làm viec, sục dầu bôi trơn lên buồng đốt va lọt khí cháy xuống Cácte. 3 Lỗ bệ chốt bị vỡ hay mòn côn, mòn ô van. Hình 2.2.lỗ bệ chốt hỏng vỡ hay mòn. Do va đập với chốt piston. Gây tiếng gõ khi động cơ làm việc,kẹt không quay được 4 Đỉnh piston bi cháy rỗ đỉnh hay dãnh xecmang, ăn mòn hoá học. Hình 2.3.Đỉnh cháy hay rãnh xéc măng. Do tiếp xuc vói khí cháy.nhiên liêu không đảm bảo khi cháy +Làm việc lâu dài sẽ ảnh hưởng đến các chi tiết khác,động cơ hoạt động kém . 2.2.Chốt piston. Chốt piston làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao, bôi trơn khó khăn. Vì vậy trong quá trình làm việc thường bị những hư hỏng sau: STT Hư hỏng Nguyên nhân Tác hại 1 Mòn ở vị trí lắp ghép với đầu nhỏ thanh truyền. Hinh 2.4.Mòn chốt tiếp xúc đầu thanh truyền Do ma sát giữa hai bề mặt tiếp xúc. Làm tăng khe hở lắp ghép. Khi làm việc gây va đập gọ i là gõ ắc. 2 Mòn ở vị trí lắp ghép với lỗ bệ chốt piston. Hinh 2.5.Chốt mòn hai đầu . Do ma sát giữa hai bề mặt tiếp xúc. Làm tăng khe hở lắp ghép và gây va đập trong quá trình làm việc. 3 Chốt piston bị cào xước bề mặt. Hình 2.6.Mài mòn hay xước . Dầu bôi trơn có cặn bẩn, tạp chất,co sat các chi tiết. Làm mòn nhanh các chi tiết,giảm khả năng hoat động của chi tiết . 4 Chốt piston bị nứt gẫy. Hình 2.7.Chốt bị nứt . Do Do chất lượng chế tạo không đảm bảo, sự cố động cơ. Làm động cơ không thể hoạt động được. 2.3.Xéc măng. STT Hư hỏng Nguyên nhân Tác hại 1 Ma sát với thành xylanh, mòn cạnh do va đập với rãnh piston. Hình 2.8.Xéc măng cọ sát. Do thiếu dầu bôi trơn, hành trình của piston có lực phức tạp. +Gây hiện tượng sục khí, lọt dầu, giảm công suất của động cơ. 2 Xéc măng trên cùng mòn nhiều nhất Hình 2.9.Sự mài mòn xéc măng. Làm việc trong điều kiện áp suất lớn, nhiệt độ cao và thiếu dầu bôi trơn. Xéc măng mòn làm tăng khe hở miện làm giảm độ kín khít, gây ra va đập giữa xéc măng và rãnh gây hiện tượng sục dầu, lọt khí và làm giảm công suất động cơ. 3 Xéc măng đôi khi bị bó kẹt,cháy, gãy. Hinh 2.10.Xéc măng bị kẹt, cháy ,gãy . Do nhiệt độ cao, thiếu dầu bôi trơn. Gây hiện tượng cào xuớc bề mặt gương xy lanh. PHẦN 3. XÂY DỰNG QUY TRÌNH KIỂM TRA CHUẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG,SỬA CHỮA VỀ ĐỘNG CƠ 4A-GE 16-valve TOYOA Động cơ 4A-GE 16-valve TOYOA 1.6L (98 cu) Toyota Variable Intake System (TVIS) 3.1.Quy trình tháo cụm piston – thanh truyền . - Xả nước và dầu bôi trơn. Vệ sinh sạch sẽ động cơ và không gian làm việc. - Chuẩn bị dụng cụ các loại như: Tuýp, khẩu, clê, kìm, kìm tháo xéc măng chuyên dùng, búa nhựa, búa gỗ, khay đựng dầu, giá để dụng cụ và thiết bị, và các dụng cụ khác. TT Công việc Dụng cụ Hình vẽ Chú ý 1 Kiểm tra có dấu chưa chưa có thì đánh dấu (hình3.2) Chấm dấu hoặc mũi đánh số (hình3.1) Hình 3.1 Chấm dấu, mũi đánh số Hình 3.2 Kiểm tra có dấu Dấu chấm theo thứ tự xilanh. 2 Quay cho thanh truyền cần tháo xuống vị trí thấp nhất. Tháo hai bu lông (êcu) nhiều lần rồi mới tháo ra (hình3.3). Quay bằng tay hoặc dụng cụ để quay. Dùng tuýp, khẩu loại 15. Hình 3.3.Tháo bu lông đầu thanh truyền Nếu loại động cơ có phanh hãm chốt thì phải tháo ra trước 3 Lấy nắp đầu to thanh truyền ra (lấy búa nhựa gõ nhẹ vào cạnh nắp đầu to thanh truyền). (hình3.4). Búa nhựa. Hình 3.4.Tháo đầu to thanh truyền Giữ nửa dưới bạc lót nằm trong nắp đầu to thanh truyền. 4 Đặt ống lót mền bảo vệ bulông thanh truyền. Dùng ống lót mền. Hình 3.5. Đặt ống lót 5 Làm sạch gờ xilanh (nếu có gờ ở miệng xilanh). (hình3.6). Dao cạo ba cạnh hoặc dụng cụ chuyên dùng. Hình 3.6. Làm sạch gờ xilanh 6 Lấy cụm piston thanh truyền ra khỏi động cơ bằng cách dùng cán búa đẩy cụm piston thanh truyền (hình3.7). Lắp lại nắp thanh truyền theo đúng vị trí, thứ tự từng cụm thanh truyền. Để lên giá chuyên dụng. Tháo tiếp các cụm piston Thanh truyền còn lại ra khỏi động. Dùng búa có cán bằng gỗ, hay cán bằng nhựa. Giá chuyên dùng. (hình3.8). Hình 3.7. Lấy cụm pittông thanh truyền ra khỏi động Hình 3.8 .Giá chuyên dùng. Tránh làm xước mặt xilanh. Tránh làm lẫn các chi tiết. 7 Tháo xéc măng ra khỏi cụm piton thanh truyền. Xéc măng khí dùng kìm (hình3.9.). Xéc măng dầu dùng tay. Kìm tháo xéc măng. Hình3.9.Tháo xéc măng ra khỏi cụm piston Chú ý an toàn tránh làm gẫy xéc măng. Tháo xong phải để theo bộ và thứ tự các xéc măng. 8 Đánh dấu chiều lắp ghép giữa chốt và thanh truyền (hình3.11). Dùng sơn hoặc chấm dấu. Hình 3.11. Đánh dấu chiều lắp ghép 9 Tháo phanh hãm chốt piston (hình3.12) Kìm mỏ nhọn hoặc tuốc lơ vít. Hình 3.12 Tháo phanh hãm chốt pittông 10 Hâm nóng pittông Trong nước ở C (hình3.13). Dụng cụ hâm nóng. Hình 3.13 Hâm nóng piston 11 Lấy chốt ra khỏi pittông (chốt lắp lỏng). (hình3.14) Búa nhựa và đoạn cây đồng, giá đỡ. Hình 3.14. Lấy chốt ra khỏi pittông 12 Hoặc dùng máy ép chốt ra (với loại chốt lắp chặt). (hình3.1.15) Máy ép. Hình 3.15. Máy ép chốt ra 13 Xếp lại các chi tiết theo đúng thứ tự vào trong khay đựng (hình3.1.16). Để trong khay đựng. Hình 3.16. Xếp chi tiết 3.2.Kiểm tra và bảo dưỡng sửa chữa. 3.2.1. Hư hỏng, nguyên nhân, hậu quả. TT Hư Hỏng Nguyên Nhân Hậu Quả 1 Phần thân piston mòn ,mòn ô van và mòn côn, thân bi cháy rỗ, cào xước Do ma sát với thành vách xi lanh, trong dầu bôi trơn co cặn bẩn Làm giảm đường kính, thay đổi độ côn và o van khe hở piston-xilanh tăng, truyền đong không vững gây va đập khi làm việc. Piston có thể bị nứt vỡ khi làm việc 2 Rãnh lắp xéc măng bi mòn, rãnh trên cùng mòn nhiêu nhât, trong một rãnh thì mặt dưới mòn hơn mặt trên Do va đập với xecmang Làm tăng khe hở giưa piston-xecmang, co thể làm gãy xecmang trong khi làm viec, sục dầu bôi trơn lên buồng đốt va lọt khí cháy xuống Cácte 3 Lỗ bệ chốt bị mòn côn, mòn ô van Do va đập với chốt piston Gây tiếng gõ khi động cơ làm việc 4 Đỉnh piston bi cháy rỗ, ăn mòn hoá học Do tiếp xuc vói khí cháy Làm việc lâu dài sẽ ảnh hưởng đến các chi tiết khác 3.2.2.Kiểm tra - Vệ sinh piston trước khi kiểm tra. - Dùng mắt quan sát, kiểm tra các vết nứt, cào xước cháy rỗ, muội than. - Dùng dụng cụ đo: + Dùng panme đo đường kính dẫn hướng để xác định độ mài mòn của thân (h3.17). + Dùng đồng hồ so đo lỗ bệ chốt xác định độ mòn côn và ô van (h3.18). Hình 3.1. Dùng panme Hình 3.18 đồng hồ so đo lỗ bệ chốt + Dùng căn lá và xéc măng mới để kiểm tra khe hở rãnh lắp xéc măng (h3.19).Khe hở tiêu chuẩn là 0,04-0,08 mm. + Đưa piston không có xéc măng vào xi lanh, dùng căn lá kiểm tra khe hở giữa xi lanh và piston. Khe hở tiêu chuẩn là 0,14-0,18 mm. Hình 3.19 .căn lá và xéc măng - Kiểm tra độ khít giữa piston và chốt. Giữ thanh truyền, thử lắc piston, lên, xuống, tới lui. Hình 3.20 Kiểm tra độ khít giữa piston và chốt Nếu cảm thấy có độ rơ (lỏng) thì phải thay piston và chốt cùng bộ (Hình 3.20). 3.2.3 Sửa chữa . - Thân piston mòn ít, các vết xước nhẹ thì có thể đánh bóng rồi dùng tiếp, nếu dùng tiếp thì phải: - Dùng dao cạo, cạo sạch muội than bám trên đỉnh piston (hình3.21 ). - Dùng chất dung môi hòa tan và lấy bàn chải làm sạch kỹ piston (hình 3.22). Hình 3.21. dao cạo, cạo sạch muội than Hình 3.22.bàn chải làm sạch kỹ piston - Dùng dụng cụ chuyên dùng hoặc vòng găng gẫy làm sạch rãnh vòng găng (hình3.22) .- Piston bị nứt, vỡ thì phải thay piston mới nếu vết nứt nhẹ thì có thể khoan chặn hai đầu vết nứt một lỗ nhỏ và dùng lại. Hình3.22 dụng cụ chuyên dùng làm sạch rãnh vòng găng - Khe hở piston và xi lanh quá tiêu chuẩn thì phải thay mới ( khe hở phải nhỏ hơn 0,35 mm, với đường kính 100 mm). - Rãnh lắp xéc măng mòn quá quy định thì phải thay piston mới. - Lỗ chốt bị mòn côn và ô van thì doa lại và thay chốt piston có kích thước lớn hơn PHẦN 4: BẢNG SỐ LIỆU CÁC THÔNG SỐ SỬA CHỮA CỦA CƠ CẤU PHƯƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆM SAU KHI SỬA CHỮA CHO XE CỤ THỂ Độ vênh mặt lắp gioăng nắp máy (mm {in}) Tối đa 0.05 {0.002} Lượng mài tối đa 0.20 {0.0085} Đường kính xy-lanh (mm {in}) Tiêu chuẩn 87- 87,01{3,4225-3,4312} Cỡ lớn 0.25 {0.01} 87,10-87,02{3.4328-3,185} Cỡ lớn 0.50 {0.02} 87,010-87,020 {3.4320-3,4264} Tối đa (mm {in}) 87,210 {3,4214} Piston: Đường kính piston Tiêu chuẩn 86,850-86,860 {3,4193-3,4197 in} [Đo ở vị trí 90° so với trục chốt piston và 23 mm phía trên đáy piston] (mm {in}) Cỡ lớn 0.25 {0.01} 86,850-86,860 {3,4237-3,4281 in} Cỡ lớn 0.50 {0.02} 86,870-86,880 {3,4120-3,4205 in} Khe hở giữa piston và xy-lanh (mm {in}) (mm {in}) Tiêu chuẩn 0,14-0,16 {0.0053-0,0061} Tối đa 0.18 {0.007} Đường kính lỗ chốt piston (mm {in}) 22.988—23.000 {0.9051—0.9055} Khe hở giữa xéc-măng và rãnh xéc-măng (mm {in}) Vòng đỉnh 0.04—0.08 {0.0015—0.0030} Vòng hai 0.03—0.07 {0.0012—0.0027} Tối đa 0.15{0.0060} Khe hở giữa hai đầu của vòng xéc-măng [Đo trong xy-lanh] (mm {in}) Vòng đỉnh 0.37—0.5 {0.0106—0.0197} Vòng hai 0.35—0.6 {0.0138—0.0234} Vòng dầu 0.20—0.55 {0.0079—0.0217} Tối đa 1.2 {0.0472} 4.1: Bảng số liệu các thông số sửa chữa của cơ cấu xe. Chốt piston: Đường kính (mm {in}) 22,00-22,027 {0,8663-0,8668} Khe hở giữa piston và chốt piston (mm {in}) 0,005-0,01{0,003-0,0005} Tối đa (mm {in}) 0,05 {0.002} 4.2 : Quy trình ,phương pháp kiểm nghiệm sau khi sửa chữa. 4.2.1 Kiểm tra Piston. - Dùng dụng cụ đo: + Dùng panme đo đường kính dẫn hướng để xác định độ mài mòn của thân (hình 4.2.1). + Dùng đồng hồ so đo lỗ bệ chốt xác định độ mòn côn và ô van (hình 4.2.2). Hình 4.2.1 panme để đo Hình 4.2.2 đồng hồ so đo lỗ bệ chốt + Dùng căn lá và xéc măng mới để kiểm tra khe hở rãnh lắp xéc măng (hình 4.2.3).Khe hở tiêu chuẩn là 0,04-0,08 mm. đo được khe hở 0.05mm đạt yêu cầu + Đưa piston không có xéc măng vào xi lanh, dùng căn lá kiểm tra khe hở giữa xi lanh và piston. Khe hở tiêu chuẩn là 0,14-0,18 mm. Hình 4.2.3 căn lá và xéc măng  +Đo được khe hở giữa piston và xi Hình 4.2.4 tra độ khít giữa piston và chốt lanh 0.16mm đạt yêu cầu - Kiểm tra độ khít giữa piston và chốt. Giữ thanh truyền, thử lắc piston, lên, xuống,tới lui. Nếu cảm thấy có độ rơ (lỏng) thì phải thay piston và chốt cùng bộ (hình 4.2.4). Chú ý: - Khe hở piston và xi lanh quá tiêu chuẩn thì phải thay mới ( khe hở phải nhỏ hơn 0,35 mm, với đường kính 100 mm). - Rãnh lắp xéc măng mòn quá quy định thì phải thay piston mới. - Lỗ chốt bị mòn côn và ô van thì doa lại và thay chốt piston có kích thước lớn hơn 4.2.2.Kiểm tra chốt piston. - Dùng mắt quan sát bề mặt của chốt, kiểm tra các vết nứt, cào xước. - Dùng dụng cụ đo để kiểm tra độ côn và ô van của chốt ( hình4.2.5). Hình4.2.5Dùng dụng cụ panme , đồng hồ - Kiểm tra độ lắp khít của chốt, khi piston đã được làm nóng, dùng tay đẩy chốt vào trong piston (hình 4.2.6). Nếu có thể lắp được chốt vào trong lỗ piston ở nhiệt độ thấp hơn thì phải thay chốt, piston mới. Hình 4.2.6Kiểm tra độ lắp khít của chốt Chú ý: - Thường chốt bị hỏng thì thay mới, thay piston đồng bộ cả chốt. - Phục hồi chốt bằng cách nung nóng hoặc mạ crôm rồi mài lại nhưng cách này ít sử dụng. - Chọn chốt piston cùng nhóm với piston. - Độ côn và ô van phải nhỏ hơn 0,003 mm. - Độ cứng bề mặt phải đạt 56 HRC, độ bóng Ra 9-12. - Kích thước sửa chữa của chốt: 0,004; 0,008; 0,012; 0,016 mm. 4.2.3 Kiểm tra xéc măng. STT Kiểm tra,sửa chữa Dụng cụ Hình vẽ Thông số chuẩn 1 Kiểm tra khe hở miệng xéc măng. (hình 4.2.7) Xéc măng đặt ở đáy xi lanh gần điểm thấp nhất của hành trình xéc măng.Và kiểm tra khe hở miệng xéc măng ở một số điểm cần thiết cần thiết . -Căn lá Hình4.2.7.Kiểm tra khe hở miệng xéc măng Khe hở miệng tiêu chuẩn : 0,15 đến 0,25 mm đo khe hở miệng 0,2mm đạt tiêu chuẩn so với yêu cầu 2 -Dùng căn lá để kiểm tra khe hở cạnh (hình 4.2.8 ) -Căn lá Hình 4.2.8 căn lá để kiểm tra khe hở cạnh -Khe hở cạnh tiêu chuẩn từ 0,015đến0,030mm -đo được 0,02 đạt yêu cầu 3 -Kiểm tra khe hở lưng của xéc măng . - Đặt xéc măng vào xilanh mới có kích thước phù hợp ,đúng tiêu chuẩn. Sau đó dụng một cái chụp có đường kính nhỏ hơn đườngkính của xilanh 1-2 mm(Hình 4.2.9) Hình 4.2.9 Kiểm tra khe hở lưng của xéc măng -Tia sáng xuyên qua lỗ đó sao cho tổng số lọt ánh sáng không quá 1/3 chu vi, tổng cung lọt ánh sáng không quá 3 cung. KẾT LUẬN -Sau một tháng làm việc với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Khổng Văn Nguyên cùng các thầy cô giáo trong khoa và sự giúp đỡ của các bạn , đồ án của em đã hoàn thành đúng thời gian đã định. - Đồ án đã đề cập đến vấn đề “Xây dựng quy trình kiểm tra,sửa chữa nhóm Piston”. - Trong quá trình làm việc em đã cố gắng tìm hiểu và nghiên cứu các tài liệu có liên quan nhưng do kinh nghiệm, năng lực, trình độ của em còn hạn chế nên đồ án của em khó có thể tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót trong quá trình hoàn thành đồ án. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn nữa. Em xin chân thành cảm ơn! TÀI LIỆU THAM KHẢO - Giáo trình kỹ thuật sửa chữa ôtô - TS. Hoàng Đình Long-NXB Giáo Dục. - Các tài liệu về kết cấu ôtô. - Các Catalog hướng dẫn bảo dưỡng, sửa chữa của các hãng ôtô. (Bảo dưỡng và sửa chữa TOYOTA CAMRY ). -Cấu tạo động cơ ô tô - Lý thuyết động cơ ô tô