Trục khuỷu - cơ sở của động cơ piston

Tất nhiên, mọi người đều đã nghe nói về trục khuỷu. Nhưng có lẽ không phải người lái xe nào cũng hiểu rõ nó là gì và dùng để làm gì. Và một số thậm chí không thực sự biết nó trông như thế nào và nó ở đâu. Trong khi đó, đây là bộ phận quan trọng nhất, nếu không có nó thì hoạt động bình thường của động cơ đốt trong pít-tông (ICE) là không thể. 

Cần lưu ý rằng bộ phận này khá nặng và đắt tiền, và việc thay thế nó là một công việc rất rắc rối. Do đó, các kỹ sư không ngừng cố gắng tạo ra các động cơ đốt trong nhẹ thay thế có thể hoạt động mà không cần trục khuỷu. Tuy nhiên, các tùy chọn hiện có, chẳng hạn như động cơ Frolov, vẫn còn quá thô nên vẫn còn quá sớm để nói về việc sử dụng thực tế của một thiết bị như vậy.

Bổ nhiệm

Trục khuỷu là một bộ phận không thể thiếu trong cụm chìa khóa của động cơ đốt trong - cơ cấu tay quay (KShM). Cơ chế cũng bao gồm các thanh kết nối và các bộ phận của nhóm xi lanh-piston. 

Khi hỗn hợp không khí-nhiên liệu được đốt cháy trong xi lanh động cơ, một loại khí nén cao được hình thành, khí này trong giai đoạn hành trình công suất sẽ đẩy pít-tông xuống điểm chết dưới. 

Thanh kết nối được kết nối với pít-tông ở một đầu với sự trợ giúp của chốt pít-tông, và ở đầu kia với nhật ký thanh truyền của trục khuỷu. Khả năng kết nối với cổ được cung cấp bởi một phần có thể tháo rời của thanh kết nối, được gọi là nắp. Vì nhật ký thanh kết nối được dịch chuyển so với trục dọc của trục, nên khi thanh kết nối đẩy nó, trục sẽ quay. Nó chỉ ra một cái gì đó gợi nhớ đến vòng quay của bàn đạp xe đạp. Do đó, chuyển động tịnh tiến của các pít-tông được chuyển thành chuyển động quay của trục khuỷu. 

Ở một đầu của trục khuỷu - thân - một bánh đà được gắn để nó được ép vào. Thông qua nó, mô-men xoắn được truyền tới trục đầu vào của hộp số rồi qua bộ truyền tới các bánh xe. Ngoài ra, do quán tính của nó, bánh đà lớn đảm bảo trục khuỷu quay đều trong các khoảng thời gian giữa các hành trình làm việc của pít-tông. 

Ở đầu kia của trục - nó được gọi là chân côn - chúng đặt một bánh răng, qua đó chuyển động quay được truyền đến trục cam, và đến lượt nó, điều khiển hoạt động của cơ cấu phân phối khí. Ổ đĩa tương tự trong nhiều trường hợp cũng khởi động máy bơm nước. Ở đây thường có các ròng rọc truyền động của các bộ phận phụ trợ - bơm trợ lực lái (), máy phát điện, máy điều hòa không khí. 

Xây dựng

Mỗi trục khuỷu cụ thể có thể có các tính năng thiết kế riêng. Tuy nhiên, các yếu tố chung cho tất cả có thể được phân biệt.

Những phần nằm trên trục dọc chính của trục được gọi là tạp chí chính (10). Trục khuỷu tựa vào chúng khi lắp vào cacte động cơ. Vòng bi trơn (lớp lót) được sử dụng để lắp.

Các gối đỡ của thanh kết nối (6) song song với trục chính, nhưng lệch so với trục chính. Trong khi vòng quay của các tạp chí chính xảy ra hoàn toàn dọc theo trục chính, thì các tạp chí tay quay di chuyển theo một vòng tròn. Đây là những đầu gối giống nhau, nhờ đó bộ phận có tên của nó. Chúng phục vụ để kết nối các thanh kết nối và thông qua chúng, chúng nhận được các chuyển động tịnh tiến của các pít-tông. Vòng bi trơn cũng được sử dụng ở đây. Số lượng cổ thanh truyền bằng số lượng xi lanh trong động cơ. Mặc dù trong động cơ hình chữ V, hai thanh kết nối thường nằm trên một trục chính.

Để bù cho các lực ly tâm được tạo ra bởi chuyển động quay của các chốt, trong hầu hết các trường hợp, mặc dù không phải lúc nào chúng cũng có các đối trọng (4 và 9). Chúng có thể nằm ở cả hai bên cổ hoặc chỉ ở một bên. Sự hiện diện của các đối trọng tránh biến dạng trục, có thể khiến động cơ hoạt động không chính xác. Có những trường hợp trục khuỷu bị uốn cong thậm chí dẫn đến kẹt.

Cái gọi là má (5) kết nối các tạp chí chính và thanh kết nối. Họ cũng hoạt động như đối trọng bổ sung. Chiều cao của má càng lớn, các tạp chí thanh truyền càng xa trục chính, và do đó, mô-men xoắn càng cao, nhưng tốc độ tối đa mà động cơ có thể phát triển càng thấp.

Có một mặt bích (7) trên trục khuỷu mà bánh đà được gắn vào.

Ở đầu đối diện có chỗ ngồi (2) cho bánh răng dẫn động trục cam (đai cam).

Trong một số trường hợp, ở một đầu của trục khuỷu có một bánh răng chế tạo sẵn để dẫn động các bộ phận phụ trợ.

Trục khuỷu được lắp trong cacte động cơ trên các bề mặt tựa bằng các ổ trục chính, được cố định từ trên cao bằng các nắp. Vòng lực đẩy gần các tạp chí chính không cho phép trục di chuyển dọc theo trục của nó. Từ phía chân và thân trục trong cacte có các phớt dầu. 

Để cung cấp chất bôi trơn cho các tạp chí thanh chính và kết nối, chúng có các lỗ dầu đặc biệt. Thông qua các kênh này, cái gọi là lớp lót (ổ trượt) được bôi trơn, được đặt trên cổ.

Sản xuất

Đối với sản xuất trục khuỷu, các loại thép cường độ cao và các loại gang đặc biệt có bổ sung magie được sử dụng. Trục thép thường được sản xuất bằng cách dập (rèn) sau đó là xử lý nhiệt và cơ học. Để đảm bảo cung cấp chất bôi trơn, các kênh dẫn dầu đặc biệt được khoan. Ở giai đoạn sản xuất cuối cùng, bộ phận được cân bằng động để bù cho các khoảnh khắc ly tâm xảy ra trong quá trình quay. Trục được cân bằng và do đó các rung động và nhịp đập được loại trừ trong quá trình quay.

Các sản phẩm gang được chế tạo bằng phương pháp đúc có độ chính xác cao. Trục gang rẻ hơn và phương pháp sản xuất này giúp tạo lỗ và khoang bên trong dễ dàng hơn.

Trong một số trường hợp, trục khuỷu có thể có thiết kế có thể thu gọn và bao gồm một số bộ phận, nhưng những bộ phận đó thực tế không được sử dụng trong ngành ô tô, ngoại trừ xe máy. 

Những vấn đề có thể phát sinh với trục khuỷu

Trục khuỷu là một trong những bộ phận chịu nhiều áp lực nhất của ô tô. Tải trọng chủ yếu là cơ và nhiệt trong tự nhiên. Ngoài ra, các chất hung hăng, chẳng hạn như khí thải, có tác động tiêu cực. Do đó, ngay cả khi kim loại làm trục khuỷu có độ bền cao, chúng vẫn có thể bị mài mòn tự nhiên. 

Tăng mài mòn được tạo điều kiện thuận lợi do lạm dụng tốc độ động cơ cao, sử dụng chất bôi trơn không phù hợp và nói chung là bỏ qua các quy tắc vận hành kỹ thuật.

Các lớp lót (đặc biệt là các ổ trục chính), thanh nối và các trục chính bị mòn. Có thể uốn cong trục với độ lệch so với trục. Và vì dung sai ở đây rất nhỏ nên ngay cả một biến dạng nhỏ cũng có thể làm gián đoạn hoạt động bình thường của bộ nguồn cho đến kẹt trục khuỷu. 

Các vấn đề liên quan đến các tấm lót ("dính" vào cổ và trầy xước cổ) chiếm phần lớn trong tất cả các trục trặc trục khuỷu. Thông thường chúng xảy ra do thiếu dầu. Trước hết, trong những trường hợp như vậy, bạn cần kiểm tra hệ thống bôi trơn - bơm dầu, bộ lọc - và thay dầu.

Rung động trục khuỷu thường do cân bằng kém. Một nguyên nhân khác có thể là do hỗn hợp trong xi lanh cháy không đều.

Đôi khi các vết nứt có thể xuất hiện, chắc chắn sẽ dẫn đến sự phá hủy trục. Điều này có thể do lỗi của nhà máy, rất hiếm khi xảy ra, cũng như ứng suất tích tụ của kim loại hoặc sự mất cân bằng. Rất có khả năng nguyên nhân gây ra các vết nứt là do tác động của các bộ phận ăn khớp. Một trục bị nứt không thể được sửa chữa.

Tất cả điều này phải được xem xét trước khi thay thế hoặc sửa chữa trục khuỷu. Nếu không tìm ra và loại bỏ nguyên nhân của sự cố, trong tương lai gần, mọi thứ sẽ lại phải lặp lại.

Lựa chọn, thay thế, sửa chữa

Để có được trục khuỷu, bạn phải tháo dỡ động cơ. Sau đó, các nắp ổ trục chính và các thanh kết nối, cũng như bánh đà và vòng đẩy, được tháo ra. Sau đó, trục khuỷu được tháo ra và tiến hành khắc phục sự cố. Nếu bộ phận đã được sửa chữa trước đó và tất cả các kích thước sửa chữa đã được chọn, thì bộ phận đó sẽ phải được thay thế. Nếu mức độ mài mòn cho phép, trục được làm sạch, đặc biệt chú ý đến các lỗ dầu, sau đó tiến hành sửa chữa.

Hao mòn trên bề mặt cổ trục được loại bỏ bằng cách mài đến kích thước sửa chữa phù hợp. Quá trình này không đơn giản như thoạt nhìn, mà đòi hỏi thiết bị đặc biệt và trình độ chuyên môn phù hợp của chủ.

Mặc dù sau quá trình xử lý như vậy, bộ phận này bắt buộc phải cân bằng lại động, việc sửa chữa trục khuỷu thường chỉ giới hạn ở việc mài. Kết quả là, một trục không cân bằng sau khi sửa chữa như vậy có thể rung lên, trong khi các ghế bị hỏng, các vòng đệm bị lỏng. Các vấn đề khác có thể xảy ra, cuối cùng dẫn đến tiêu thụ nhiên liệu quá mức, giảm công suất và hoạt động không ổn định của thiết bị ở một số chế độ nhất định. 

Không có gì lạ khi một trục cong được duỗi thẳng, nhưng các chuyên gia không muốn đảm nhận công việc này. Duỗi thẳng và cân bằng là một quá trình rất mất thời gian và tốn kém. Ngoài ra, việc chỉnh sửa trục khuỷu có nguy cơ bị gãy. Do đó, trong hầu hết các trường hợp, việc thay thế trục khuỷu bị biến dạng bằng một trục khuỷu mới sẽ dễ dàng và rẻ hơn.

Khi thay thế, bạn cần phải cài đặt chính xác cùng một bộ phận hoặc một bộ phận tương tự có thể chấp nhận được, nếu không sẽ không thể tránh khỏi các sự cố mới.

Mua một chiếc trục khuỷu đã qua sử dụng với giá rẻ là một kiểu lừa bịp, không ai biết cuối cùng sẽ ra sao. Tốt nhất là nó hơi cũ, tệ nhất là nó có những khuyết điểm mà mắt thường không nhìn thấy được.

Bằng cách mua một cái mới từ một người bán đáng tin cậy, bạn có thể chắc chắn về chất lượng của nó. Cửa hàng trực tuyến của Trung Quốc có thể cung cấp nhiều bộ phận khác cho ô tô của bạn với mức giá hợp lý.

Cũng đừng quên rằng khi lắp trục khuỷu mới, hãy đảm bảo thay thế thanh truyền và ổ trục chính, cũng như các phớt dầu.

Sau khi thay trục khuỷu, động cơ phải được chạy ở chế độ nhẹ nhàng từ hai đến hai nghìn rưỡi km và không thay đổi tốc độ đột ngột.