Công Cụ Tốt

Nội dung

Học cách sửa chữa, thay thế và kiểm tra cơ cấu thanh truyền và trục khuỷu trong động cơ xe máy - Hùng Lê

Đăng lúc: Thứ năm - 11/01/2024 11:50, Cập nhật 11/01/2024 11:50

Cơ cấu trục khuỷu và thanh truyền chính là bộ khung chính trong thành phần của động cơ trong xe máy giúp động cơ hoạt động và sinh công. Khi vận hành và làm việc những cơ cấu này phải làm việc với tần suất và tải trọng cao trong môi trường khắc nghiệt, cho nên lâu ngày có thể bị mài mòn và biến dạng dẫn khiến cho động cơ hoạt động kém giảm hiệu suất, thậm chí còn dẫn tới hỏng hóc nghiêm trọng. Bài viết dưới đây của Hùng Lê sẽ giúp các bạn trau dồi thêm hiểu biết về sửa chữa, kiểm tra và thay thế cơ cấu thanh truyền và trục khuỷu trong động cơ xe máy.

Kiến thức cần biết khi tiến hành sửa chữa thanh truyền và trục khuỷu trên xe máy

 

1. Sửa chữa thanh truyền

Thanh truyền hay còn gọi là biên, tay biên là một bộ phận trong động cơ đốt trong của xe máy, thanh truyền kết hợp với tay quay (khuỷu) biến đổi chuyển động tịnh tiến của pít tông thành chuyển động quay của trục khuỷu và ngược lại. Khi động cơ hoạt động thanh truyền phải làm việc với tải trọng cao cho nên lâu ngày có sẽ xảy ra mài mòn và biến dạng.
Cấu tạo của thanh truyền
 

1.1 Độ mài mòn và biến dạng xoắn của thanh truyền

Đầu to của thanh truyền thông qua vòng bi để nối với chốt khuỷu (cổ trục gá), đầu nhỏ thông qua chốt pít tông để nối với pít tông. Thanh truyền chịu áp lực qua lại do pít tông truyền tới, đó là một trong những linh kiện truyền lực chính của động cơ.

Thông qua đầu nhỏ và đầu to, thanh truyền sẽ kết nối và truyền lực giữa pít tông và trục khuỷu
 
Do vậy, đầu gá to và nhỏ đều rất dễ bị mài mòn, mà phần thân của thanh truyền cũng rất dễ bị cong và biến dạng xoắn. Sau khi bị cong và biến dạng xoắn, cường độ của thanh truyền sẽ bị giảm, mức độ biến dạng xoắn càng nghiêm trọng hơn. Có thể làm cho sự lắp ghép pít tông với xi lanh có sự thay đổi, khiến cho pít tông và xi lanh bị mài mòn theo chiều dọc. Ngoài ra còn có thể làm cho pít tông tạo ra sự chuyển động bất ổn trong xi lanh, từ đó phát ra tiếng kêu không bình thường.

Do vậy, khi các tham số có liên quan của thanh truyền vượt quá giá trị quy định thì phải tiến hành sửa chữa hoặc thay thế. Điều kiện kỹ thuật của thanh truyền trong một số động cơ xe máy như bảng 3-8.
 
Bảng 3-8: Yêu cầu kỹ thuật của thanh truyền       Đơn vị: mm
Loại xe Độ song song trên đường trục của 2 lỗ (đo trong 100mm) Độ lệch tâm 2 lỗ (đo trong 100mm) Độ tròn của 2 lỗ
CJ750 0,06 0,10 0,004
DF-BM201A 0,03 0,05 0,003
XF250 0,03 0,05 0,003
NF125 0,03 0,10 0,004
JL-CJ50 0,02 0,03 0,0025
Mô tô phân khối nhỏ 0,025 0,04 0,0028

1.2 Kiểm tra và điều chỉnh độ cong và biến dạng xoắn của thanh truyền

Đầu gá to của thanh truyền không song song với đầu gá nhỏ trên đường trục gọi là thanh truyền cong. Đường tâm trục không cùng nằm trong một mặt phẳng gọi là xoắn. Vừa cong vừa xoắn gọi là biến dạng xoắn.

Hình ảnh thanh truyền bị biến dạng xoắn

1.2.1 Dùng thiết bị kiểm tra thanh truyền để kiểm tra độ biến dạng của thanh truyền

Cấu tạo của thiết bị kiểm tra thanh truyền và phương pháp kiểm tra như hình 3-11. 

Hình 3-11: Kiểm tra độ biến dạng của thanh truyền bằng thiết bị kiểm tra
1 - Trục gá bung; 2 - Ống đứng; 3 - Tấm sắt V

 
Có thể cố định trục gá bung lên ống đứng, đồng thời có thể di chuyển từng nấc lên hoặc xuống. Khi kiểm tra, trước tiên lắp chốt pít tông vào vòng đệm thanh truyền đã khoan sẵn (phương pháp khoan vòng đệm xem trong phần lắp chốt pít tông), sau đó lắp đầu to thanh truyền lên trục gá bung của thiết bị kiểm tra. Xoay cần điều chỉnh, miếng định tâm sẽ bung ra ngoài, làm cho thanh truyền cố định trên máy kiểm tra. Sau đó di chuyển tấm sắt V xuống dưới, để cạnh đáy của tấm sắt tiếp xúc với chốt pít tông, vặn chặt ốc bắt tấm sắt này, sau đó dùng thước đo độ dày để đo khe hở giữa cạnh đáy tấm sắt và một cạnh bất kỳ của chốt pít tông là có thể biết được hướng và kích thước cụ thể của thanh truyền cong.

1.2.2 Dùng phương pháp vạn năng để đo độ biến dạng của thanh truyền

Nếu không có thiết bị đo thanh truyền chuyên dụng thì có thể dùng phương pháp vạn năng để thay thế, phương pháp cụ thể được tiến hành như hình 3-12.

 
Hình 3-12:Kiểm tra độ biến dạng của thanh truyền bằng phương pháp vạn năng
(a) Phương pháp kiểm tra độ cong (b) Phương pháp đo độ biên dạng xoắn

 
Khi kiểm tra độ cong biến dạng của thanh truyền, như hình 3-12(a), lần lượt cài 2 trục gá vào đầu to và đầu nhỏ của thanh truyền, dung 2 tấm sắt V cao để chống trục gá, sau đó dùng so kế để đo độ cao 2 đầu của trục gá đầu nhỏ. Khối V và giá so kế đều phải để trên cùng một tấm phẳng, nếu 2 điểm đo cách nhau 100mm thì sai số độ cao mà kim so kế chỉ chính là độ cong của thanh truyền trên độ dài 100mm. Khi đo độ biến dạng xoắn của thanh truyền thì tiến hành như hình 3 - 12(b) Sai số độ cao 2 đầu của trục gá đầu to đo được chính là giá trị biến dạng xoắn của thanh truyền.

1.2.3 Điều chỉnh độ biến dạng xoắn của thanh truyền cong

Nếu giá trị cong và biến dạng xoắn của thanh truyền vượt quá giá trị quy định thì phải điều chỉnh, có thể điều chỉnh thanh truyền cong trên máy ép dầu, hoặc làm như hình 3-13, có thể dùng dụng cụ ép thẳng thanh truyền để điều chỉnh.
 
Hình 3-13: Ép thẳng thanh truyền bằng dụng cụ ép thanh truyền

1.3 Độ mài mòn đầu gá to của thanh truyền

1.3.1 Nguyên nhân mài mòn

=>Các trường hợp trên đều có thể gây ra hiện tượng mài mòn bình thường của đầu gá to, ổ lăn và chốt khuỷu, khiến cho mức độ mài mòn càng nghiêm trọng.
 

1.3.2 Kiểm tra mức độ mài mòn quá lớn

=>Nếu giá trị thực tế >0,10mm thì chứng tỏ độ mài mòn của đầu gá to, ổ lăn và chốt khuỷu quá lớn, phải tháo rời cụm trục khuỷu để tiến hành kiểm tra.

2. Cụm trục khuỷu

Cụm trục khuỷu thông thường bao gồm thanh truyền, chốt khuỷu, phần trước sau (hoặc phần trái phải) của trục khuỷu, và má (vai) trục khuỷu (động cơ đơn xi lanh không có má trục khuỷu).

Cơ cấu cụm trục khuỷu thông thường

2.1 Kiểm tra cụm trục khuỷu

Yêu cầu kỹ thuật của cụm trục khuỷu chủ yếu là về khe hở hướng tâm của đầu to thanh truyền, ổ lăn, chốt khuỷu, khe hở bên của mặt cắt đầu to thanh truyền và má trục khuỷu, độ mở của má trục khuỷu và sự dao động trục. Yêu cầu kỹ thuật của cụm trục khuỷu của các loại động cơ xe máy xem bảng 3-9.
Bảng 3-9: Yêu cầu kỹ thuật của cụm trục khuỷu           Đơn vị: mm
Loại xe Sự dao động của 2 cổ trục Khe hở mặt cắt đầu gá to thanh truyền và khe hở bên của má trục khuỷu Khe hở đầu nhỏ
CJ750 0,05 0,045-0,140  
XF250      
NF125 0,03 0,3-0,76  
Yamaha RX125 0,02 0,2-0,7 0,8-1,1
Yamaha DX100 0,03 0,2-0,7 1,5-2,0
Suzuki A100 0,05    
Suzuki FR80 0,05    
Suzuki FA50 0,05    

Sự dao động của cổ trục khuỷu là yêu cầu kỹ thuật cơ bản của cụm trục khuỷu, phương pháp kiểm tra tùy theo chuẩn thiết kế và chuẩn gia công mà có sự khác biệt. Hình 3-14 là sơ đồ kiểm tra sự dao động của cổ trục khuỷu của động cơ xe NF125, kẹp cụm trục khuỷu với máy tiện, chú ý làm vệ sinh cho đầu nhọn với lỗ tâm.
Hình 3-14: Kiểm tra sự dao động của cổ trục xe NF125
 
Sau đó dùng so kế lần lượt đo giá trị dao động của 2 cổ trục khuỷu, chúng đều phải nằm trong giá trị quy định. Hình 3-15 là cách đo kiểm tra cổ trục của xe Yamaha RX125, để khối V và so kế lên bàn nguội để tiến hành.
Hình 3-15: Kiểm tra sự dao động của cổ trục xe Yamaha RX125

2.2 Tháo cụm trục khuỷu

Khi phải thay thế hoặc sửa thanh truyền, hoặc kiểm tra cụm trục khuỷu vượt quá yêu cầu kỹ thuật thì phải tháo rời cụm trục khuỷu để sửa hoặc thay thế linh kiện. Cụm trục khuỷu có thể tháo rời, nhưng chốt khuỷu và vấu chốt lại dính với nhau, mà khi hoạt động phải có độ chặt nhất định. Do vậy, để tháo cụm trục khuỷu cần có dụng cụ chuyên dụng, mà cũng không nên tháo nhiều, nhà sản xuất quy định cụm trục khuỷu chỉ được phép tháo 1 lần.Tháo cụm trục khuỷu ngoài việc phải có kẹp chuyên dụng thì thông thường phải tiến hành trên máy ép dầu, nếu tại địa điểm sửa chữa không có máy ép dầu thì cũng có thể dùng máy ép tay hoặc dụng cụ tháo tự chế để thay thế.

Phương pháp tháo cụm trục khuỷu của động cơ 4 kỳ 2 xi lanh như sau:
 
Hình 3-16: Tháo trục khuỷu
1 - Trục gá; 2 - Giá đỡ 3 - Cụm trục khuỷu

 
Hình 3-17: Công cụ tháo tự chế
1 - Phần thân; 2 - Đinh vít 3 - Cụm trục khuỷu

2.3  Sửa chữa, điều chỉnh và thay thế linh kiện của cụm trục khuỷu

2.3.1 Điều chỉnh cụm trục khuỷu

Khi độ dao động của cổ trục vượt quá giá trị quy định thì có thể điều chỉnh. Công cụ điều chỉnh có thể dùng búa cao su (hoặc búa gỗ, búa nhựa), chốt sắt, nghiêm cấm dùng búa sắt gỗ trực tiếp lên trục khuỷu.

Khi điều chỉnh có thể phân làm 3 giai đoạn để tiến hành, phương pháp cụ thể như hình 3-18.

2.3.2 Thay thế linh kiện

Khi mức độ mài mòn đường kính đầu gá to của thanh truyền vượt quá giới hạn, hoặc sai số độ tròn quá lớn, hoặc bị long thì phải báo hỏng. Nếu độ mài mòn đường kính ngoài chốt khuỷu vượt quá giới hạn, hoặc sai số độ tròn quá lớn, hoặc bị long thì cũng phải báo hỏng.

Hình 3-18: Điều chỉnh cụm trục khuỷu
1 - Búa cao su; 2 - Chốt sắt

Khi thay thanh truyền hoặc chốt khuỷu, phải tiến hành chọn lựa thật kỹ, nếu đảm bảo khe hở của chốt khuỷu và ổ lăn nằm trong phạm vi quy định thì có thể chọn ráp trục lăn của một cụm. Nếu tận dụng linh kiện cũ thì có thể làm cho khe hở rộng một chút (hơn khoảng 1/3 khe hở cực đại theo quy định).

Khi tháo lắp và thay thế linh kiện cần thực hiện cẩn thận để tránh làm sai số biến dạng chi tiết
Lưu ý:
Đối với động cơ 2 xi lanh, khi thay thanh truyền phải chọn loại có cùng trọng lượng với thanh truyền cũ, sai số không được vượt quá 2-3g. Khi chọn thanh truyền được chế tạo theo dây chuyền, do được rèn khuôn nên trọng lượng tương đương nhau, có thể dùng để thay thế. Nhưng nếu thay bằng linh kiện của xưởng khác chế tạo thì phải tiến hành cần ước lượng, để tránh trọng lượng của 2 thanh truyền chênh nhau quá lớn, làm mất cân bằng và làm cho động cơ bị rung khi hoạt động. Nếu trọng lượng không phù hợp thì có thể mài mặt phôi thô ở mé ngoài thanh truyền để giảm bớt trọng lượng.

3. Lắp ráp cụm thanh truyền

Trong động cơ xe máy thì cơ cấu trục khuỷu thanh truyền là thành phần chính cấu tạo nên động cơ chúng chính là bộ "khung xương" giúp động cơ có thể vận hành hoạt động và sinh công.

Cấu tạo thanh truyền trục khuỷu trong động cơ xe máy

3.1 Công tác chuẩn bị trước khi lắp ráp

Công tác chuẩn bị trước khi lắp ráp thông thường bao gồm: làm sạch, kiểm tra, chọn ráp từng cụm và gia nhiệt. Làm sạch, kiểm tra có thể tiến hành theo các phương pháp đã đề cập ở các phần trước, còn gia nhiệt thì chỉ giới hạn áp dụng cho các loại máy có độ chặt tương đối lớn (như má trục khuỷu của cụm trục khuỷu của xe CJ750 sau khi gia nhiệt mới được chà ép).

Sau đây chủ yếu nói về cách chọn ráp từng nhóm:
Sau khi hoàn thành công tác chuẩn bị, có thể tiến hành lắp ráp. Do cụm trục khuỷu của mỗi loại máy có một kết cấu khác nhau nên yêu cầu cũng khác nhau, nhưng khó có thể nói rõ công nghệ lắp ráp bằng một quy trình cố định. Sau đây sẽ lấy vài ví dụ tương đối điển hình để bạn đọc tiện tham khảo.

3.2 Lắp ráp cụm trục khuỷu của xe NF125

3.2.1 Dùng mâm cặp (đồ kẹp) để lắp ráp

Khi nhà chế tạo lắp ráp cụm trục khuỷu, để đảm bảo chất lượng cho hàng loạt sản phẩm được chế tạo theo dây chuyền, người ta sử dụng mâm cặp chuyên dụng có kết cấu tương đối phức tạp. Khi sửa chữa, nếu không có mâm cặp chuyên dụng này thì có thể tự chế một cái ống lót (ổ trục) định vị chốt khuỷu như hình 3-19. Kích thước đánh dấu trong hình tuy chỉ thích ứng với xe NF125, nhưng yêu cầu về kết cấu của nó cũng thích ứng với các dòng máy tương tự. 
Hình 3-19: Đổ kẹp lắp ráp tự chế
 
Công thức tính toán kích thước chính của ống lót như sau:

3.2.2 Thao tác lắp ráp cụm trục khuỷu

3.3 Lắp ráp cụm trục khuỷu của dòng xe XF250

Cụm trục khuỷu của xe XF250 cũng dùng đồ kẹp để lắp ráp, như hình 3-20. Đồ kẹp này được cấu tạo bởi thân dưới, thanh giới hạn, nắp ép trên và tay cầm.

Hình 3-20: Đổ kẹp chuyên dụng lắp ráp cụm trục khuỷu
1 - Phần thân dưới; 2 - Tấm giới hạn; 3 - Nắp ép trên; 4 - Tay cầm

Kết cấu và kích thước của phần thân dưới như hình 3-21. Vật liệu chế tạo phần thân dưới là thép 45, tác dụng của lỗ tâm Ø40mm là để đảm bảo cổ trục khuỷu có thể thông qua tự do, lỗ trong của Ø16(+0,15+0,05) liên kết với vòng ngoài của khuỷu, đảm bảo yêu cầu cùng độ trục của 2 cổ trục.   

Hình 3-21: Kết cấu phần thân dưới

 
Kết cấu và kích thước của nắp ép trên như hình 3-22.Vật liệu làm nắp ép trên là thép 45, sai số độ song song của 2 mặt phẳng trên dưới không được vượt quá 0,04mm.
 

Hình 3-22: Kết cấu nắp ép trên
 
Kết cấu của tấm giới hạn như hình 3-23. Vật liệu làm tấm giới hạn là thép 45, cứ 3 tấm là một nhóm, độ dày là 10, 63mm sai số độ dày của một nhóm không được vượt quá 0,01mm.
Hình 3-23: Tấm giới hạn
 

3.3.1 Thao tác lắp ráp cụm trục khuỷu

Bài viết liên quan