Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền được tạo thành từ 3 bộ phận chính bao gồm thanh truyền, trục khủy và piston. Ba bộ phận này phối hợp nhịp nhàng với nhau theo quy tắc để vận hành động cơ xe ô tô. Nếu trục khuỷu thanh truyền gặp vấn đề, động cơ xe ô tô sẽ không hoạt động trơn tru được. Hãy tìm hiểu thêm về bộ phận này trong bài viết sau của Wuling EV Việt Nam.
1. Cấu tạo cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
1.1 Piston
Trong cơ cấu trục khuỷu thanh truyền, piston có vai trò tương tự như một máy nén khí hoặc một xi lanh hơi bên trong động cơ. Đây là một bộ phận hình trụ được thiết kế gồm ba phần chính: đỉnh, đầu, và thân, tất cả đều gắn liền thành một khối đồng nhất.
- Phần đỉnh: Bộ phận này của piston có ba dạng chính: đỉnh phẳng, đỉnh lồi, và đỉnh lõm. Chức năng chính của phần này là chịu áp lực từ quá trình đốt cháy. Vì vậy, đỉnh piston phải có khả năng chịu nhiệt tốt.
- Phần đầu: Phần này được thiết kế với các rãnh để lắp đặt xéc măng khí và xéc măng dầu. Dưới đáy các rãnh này có những lỗ nhỏ dẫn sâu vào bên trong, giúp cấp hoặc thoát dầu cho động cơ.
- Phần thân: Chi tiết này của piston kết nối trực tiếp với thanh truyền. Phần thân có nhiệm vụ truyền lực từ piston đến trục khuỷu, giúp trục khuỷu quay. Bên cạnh đó, một chốt đặc biệt được sử dụng để liên kết piston với thanh truyền. Điều này để đảm bảo chuyển động chính xác trong xi lanh.
Piston trong trục khuỷu thanh truyền
Piston, cùng với xi lanh và nắp máy, tạo thành buồng đốt của động cơ. Chức năng chính của piston là nhận lực từ khí cháy, sau đó truyền lực này đến trục khuỷu. Điều này giúp trục khuỷu thực hiện các chu trình của động cơ như nạp, nén, đốt cháy, giãn nở, và xả khí.
1.2 Trục khuỷu
Trục khuỷu có nhiệm vụ chuyển đổi lực từ thanh truyền thành chuyển động quay nhờ vào hệ thống liên động cơ khí. Sau khi lực được truyền qua thanh truyền, trục khuỷu sẽ tiếp tục chuyển động quay này đến các hệ thống dẫn động khác, tạo ra động cơ hoàn chỉnh. Trục khuỷu được cấu tạo từ 6 bộ phận chính:
- Chốt khuỷu: Gắn liền với phần đầu to của thanh truyền. Bộ phận này nhận lực từ thanh truyền để chuyển thành lực quay.
- Cổ khuỷu: Đây là trục quay chính của trục khuỷu. Phần này được thiết kế hình trụ để chịu lực và xoay quanh trục.
- Má khuỷu: Kết nối giữa chốt khuỷu và cổ khuỷu. Chi tiết này giúp truyền lực từ chốt khuỷu sang cổ khuỷu.
- Đầu trục khuỷu: Gắn liền với các hệ thống dẫn động khác như bánh đà. Đây là phần đầu của trục khuỷu.
- Đuôi trục khuỷu: Nằm ở cuối trục khuỷu và kết nối với bánh đà. Chi tiết này đóng vai trò là điểm kết thúc của trục khuỷu.
- Đối trọng: Bộ phận này được thêm vào để cân bằng lực quay, giảm thiểu rung động trong quá trình hoạt động.
Cấu tạo trục khuỷu
1.3 Thanh truyền
Thanh truyền là bộ phận quan trọng, thực hiện chức năng truyền lực từ piston tới trục khuỷu. Cấu tạo của thanh truyền gồm ba phần chính:
- Đầu nhỏ: Là một khối trụ tròn, gắn với piston thông qua chốt piston. Tại vị trí tiếp xúc giữa piston và thanh truyền, một lớp bạc mỏng được phủ lên nhằm giảm ma sát. Từ đó, lớp bạc mỏng này sẽ bảo vệ và kéo dài tuổi thọ của cả hai bộ phận.
- Đầu to: Nằm ở phía đối diện với đầu nhỏ. Đây là phần nối liền giữa thanh truyền và trục khuỷu. Bộ phận này được chế tạo với độ chính xác cao, nhằm đảm bảo bu lông không bị lỏng lẻo trong quá trình hoạt động.
- Phần thân: Kết nối đầu nhỏ và đầu to của thanh truyền. Bộ phận này chịu trách nhiệm duy trì sự liên kết chặt chẽ, truyền tải lực từ piston đến trục khuỷu một cách hiệu quả.
Thanh truyền thực hiện chức năng truyền lực
2. Nguyên lý hoạt động của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
Nguyên lý hoạt động của cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền là quá trình chuyển đổi hoạt động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay. Quá trình này diễn ra nhờ sự phối hợp nhịp nhàng giữa các bộ phận liên quan, đảm bảo động cơ hoạt động hiệu quả. Sau đây là cách 2 chu trình của trục khuỷu thanh truyền hoạt động:
- Chu trình đi xuống: Khi hỗn hợp nhiên liệu và không khí trong buồng đốt bị đốt cháy, áp suất sinh ra đẩy piston di chuyển xuống dưới. Lực này được truyền qua chốt piston tới thanh truyền. Từ đó, thanh truyền sẽ xoay quanh cổ trục khuỷu. Sự lệch tâm của trục khuỷu tạo ra chuyển động quay khi thanh truyền chuyển động.
- Chu trình đi lên: Khi trục khuỷu tiếp tục quay, thanh truyền được kéo lên. Nhờ vậy, Piston được đưa trở về vị trí ban đầu. Quá trình này giúp đẩy khí thải ra ngoài buồng đốt, chuẩn bị cho chu kỳ tiếp theo của động cơ.
Nguyên lý hoạt động trục khuỷu thanh truyền
3. Vai trò và chức năng của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền đóng vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo hiệu suất hoạt động của động cơ xe. Cơ cấu này chịu trách nhiệm chuyển đổi năng lượng từ quá trình đốt cháy nhiên liệu thành chuyển động cơ học. Đồng thời, đây còn là thành phần chính giúp xe vận hành hiệu quả.
Trục khuỷu thanh truyền đảm bảo hoạt động của động cơ xe
Sau đây là các công dụng của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền:
- Chuyển đổi chuyển động: Cơ cấu này biến đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu. Đây là cơ sở để truyền lực đến các bộ phận khác trong xe.
- Truyền lực: Chuyển lực từ piston đến trục khuỷu, tạo ra mô-men xoắn cần thiết để xe có thể di chuyển và hoạt động trơn tru.
Vai trò chi tiết của trục khuỷu thanh truyền như sau:
- Kết nối các bộ phận: Cơ cấu này là mắt xích quan trọng giữa piston và trục khuỷu.
- Tạo chuyển động quay: Chuyển động quay của trục khuỷu là yếu tố then chốt để tạo ra sức mạnh và năng lượng cho xe.
- Phát sinh mô-men xoắn: Mô-men xoắn là kết quả của chuyển động quay của trục khuỷu. Điều này quyết định đến sức mạnh và khả năng tăng tốc của xe.
- Điều khiển van động cơ: Trục khuỷu thường được kết nối với trục cam thông qua các cơ cấu như dây curoa hoặc xích cam. Từ đó, bộ phận này điều khiển việc đóng mở các van nạp và xả của động cơ.
Chuyển động quay của trục khuỷu là yếu tố then chốt để tạo ra sức mạnh và năng lượng cho xe
4. Ứng dụng thực tế của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền là một hệ thống cơ khí quan trọng và được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Ứng dụng của cơ cấu này có thể trong nhiều lĩnh vực, từ công nghiệp đến đời sống hàng ngày, không chỉ giới hạn trong động cơ đốt trong.
- Động cơ đốt trong: Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền được sử dụng chủ yếu trong động cơ đốt trong của các phương tiện như xe máy, ô tô, tàu thủy, máy bay, và cả trong máy phát điện.
- Máy nén khí: Trong các máy nén khí, cơ cấu trục khuỷu thanh truyền chuyển đổi chuyển động quay của động cơ thành tịnh tiến của piston. Từ đó, bộ phận này giúp nén khí trong buồng nén để tạo ra áp suất.
- Bơm piston: Cơ cấu này còn được áp dụng trong các loại bơm piston. Các loại bơm này chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến, giúp hút và đẩy chất lỏng trong quá trình bơm.
- Máy dập: Trong ngành công nghiệp gia công kim loại, cơ cấu trục khuỷu thanh truyền được sử dụng trong các loại máy dập. Bộ phận này tạo ra lực lớn để ép khuôn dập lên vật liệu, từ đó tạo hình các sản phẩm kim loại.
- Máy cưa: Cơ cấu này cũng được ứng dụng trong các loại máy cưa. Trong đó, trục khuỷu thanh truyền chuyển đổi chuyển động quay thành tịnh tiến. Điều này giúp điều khiển lưỡi cưa cắt vật liệu một cách chính xác và hiệu quả.
Như vậy, bài viết trên của Wuling EV Việt Nam đã tổng hợp đến bạn các thông tin liên quan đến cơ cấu trục khuỷu thanh truyền. Việc nắm bắt cấu tạo, các hoạt động cùng các ứng dụng của cơ cấu này sẽ giúp bạn chăm sóc “xế yêu” tốt hơn. Hãy tham khảo thêm các bài viết của chúng tôi để biết thêm thông tin về các dòng xe ô tô mới nhất.
