GÓC KỸ THUẬT - Tìm hiểu cấu tạo và cách tháo lắp xéc măng máy nén khí piston, động cơ đốt trong | Cộng đồng Kỹ thuật cơ điện Việt Nam EBOOKBKMT

1. Giới thiệu chung và cấu tạo của xéc măng.

- Xéc măng là gì?

Xéc măng là những vòng tròn hở bằng kim loại, thường được làm bằng chất liệu gang xám (gang Pecslit) hoặc gang hợp kim (niken, vonfram, titan,..) hay hạt thép mịn và được lắp trong quả Piston. Là chi tiết trung gian giữa piston và xilanh để tạo nên khớp trượt, xéc măng vừa đảm bảo cho piston trượt dễ dàng, vừa triệt tiêu khe hở của mối ghép.

- Xéc măng nằm ở đâu?

Xéc-măng nằm ở trong các rãnh ở trên piston.

- Kết cấu của Xéc măng:

1.Mặt đáy
2.Mặt lưng
3.Mặt bụng
4.Phần miệng
5.Khe hở miệng ở trạng thái lắp ghép trong xi lanh

- Vật liệu chế tạo xéc măng:

Do xéc măng làm việc trong điều kiện xấu: Chịu nhiệt độ cao,áp suất va đập lớn ,ma sát mài mòn nhiều và chịu ăn mòn hóa học của khúi cháy và dầu nhờn nên nên người ta dùng các vật liệu sau:

- Gang xám peclit
- Gang hợp kim:niken-molip đen,vonfram,titan..với hàm lượng nhỏ nên nâng cao độ bền cơ học ,độ bền dẻo.
- Để xéc măng đỡ bị mài mòn người ta thường thường mạ một lớp crom xốp trên bề mặt làm việc của xéc măng chiều dày (0,1 mm - 0,2mm). Vì lớp mạ này tăng cường độ cứng bề mặt, tính chống mòn tốt, giảm hệ số ma sát.

Ngoài ra người ta còn mạ thiếc mỏng chiều dày lớp mạ từ (0,005mm - 0,01mm),để nâng cao tính chống mòn và nhằm mục đích giảm thời gian chạy rà của động cơ.

2. Chức năng của xéc măng

- Làm kín buồng đốt không cho khí thể lọt xuống cacte để không làm ảnh hưởng đến công suất và dầu bôi trơn.
- Ngăn không cho khí cháy từ trên buồng đốt lọt xuống đáy dầu của phần máy bên dưới.
- Xéc măng làm nhiệm vụ ngăn cách giữa 2 phần không gian trong xylanh là phía trên buồng đốt và phía dưới buồng đốt.
- Xéc măng truyền phần lớn nhiệt lượng từ đầu piston sang thành xylanh để làm mát động cơ.

3. Điều kiện làm việc của xéc măng là gì?

Xéc măng có thể làm việc trong những điều kiện sau:

Xéc măng làm việc trong điều kiện rất nặng nề. Tải tác dụng lên xéc măng luôn dao động, khi piston ở ĐCT xéc măng có tốc độ thấp nhất, nhưng nhiệt độ cao nhất. Xéc măng phải chịu được ăn mòn của sản phẩm cháy. Do đó xéc măng phải có độ đàn hồi cao, không bị gãy, kết hợp với tính chất chống ăn mòn. Xéc măng phải duy trì được độ căng ở áp suất cháy thấp và phù hợp với vật liệu chế tạo sơ mi xilanh. Trong thực tế khó tạo ra được vật liệu vừa có độ bền cao vừa có tính chất chống ăn mòn, do đó người ta thường dùng loại vật liệu có độ bền cao, còn bề mặt xéc măng được xử lý để tăng khả năng chống ăn mòn.

"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

4. Yêu cầu của xéc măng

Xéc măng làm việc trong môi trường khắc nghiệt. Do đó, một xéc măng chất lượng tốt cần đảm bảo những yêu cầu như sau:

- Vật liệu làm xéc măng phải có hệ số ma sát và hệ số giãn nở nhỏ.
- Xéc măng phải có độ cứng cao để có thể chịu được sự mài mòn và ma sát trong máy.
- Xéc măng phải có độ bền cao, tính giãn nở tốt và ổn định để có thể chịu được ở điều kiện nhiệt độ cao.

5. Phân loại xéc măng

Xéc măng có 2 loại chính: Xéc măng hơi và xéc măng dầu

a. Xéc măng hơi (Xéc măng khí)

- Xéc măng hơi là vòng nằm trên cùng từ trên đỉnh đầu piston đếm xuống, tiếp xúc trực tiếp với khí cháy (hỗn hợp xăng gió). Xéc măng khí dùng để ngăn ngừa việc lọt khí từ buồng đốt xuống cacte,đồng thời truyền một phần nhiệt từ phần đỉnh piston ra nước làm mát. Trên mỗi piston có từ 2-4 xéc măng khí.

- Công dụng chính là:

+ Bao kín buồng đốt, làm nhiệm vụ ngăn cách giữa 2 phần không gian trong xylanh là phía trên buồng đốt và phía dưới buồng đốt.
+ Tạo độ kín cho khí nén (được tạo ra từ piston và đầu quylat) trong buồng đốt, duy trì áp suất nén trong buồng đốt, ngăn không cho khí cháy từ trên buồng đốt lọt xuống đáy dầu của phần máy bên dưới.
+ Kềm giữ piston trong xylanh.
+ Truyền nhiệt từ piston qua thành xylanh, xéc-măng truyền phần lớn nhiệt lượng từ đầu piston sang thành xylanh, rồi ra nước làm mát hoặc gió để làm mát động cơ.

"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

Các dạng mặt cắt xéc măng khí

b. Xéc măng dầu

- Là vòng nằm cuối cùng, bên dưới 2 vòng xéc-măng hơi. Được tạo thành từ 2 vòng thép mỏng bên ngoài kẹp 1 vòng đàn hồi hướng tâm ở giữa. Xéc măng dầu dùng để ngăn không cho dầu bôi trơn dư trên mặt gương xilanh lọt vào buồng đốt .

- Khi piston đi lên, thì nhớt từ dưới cacte sẽ theo dên, tay dên quay, bắn tung tóe lên thành xylanh, để giúp bôi trơn xylanh, piston và xéc-măng, làm giảm ma sát piston. Lúc này thành xylanh đầy nhớt khi đó trên thành xylanh sẽ đọng 1 lớp váng nhớt. Xéc măng dầu có nhiệm vụ chính là gạt lớp nhớt bôi trơn còn đọng lại trên thành xylanh này đi, và thải trở lại buồng máy bên dưới.

"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

Các dạng mặt cắt xéc măng dầu

6. Sự chuyển động của xéc măng

Khi động cơ hoạt động, xéc măng sẽ di chuyển theo và cọ xát trong rãnh xéc măng và thành xylanh, làm cho đường kính xylanh bị rộng ra, bề dày xylanh bị mòn đi, mỏng lại. Tác dụng làm kín của xéc măng được tạo nên do việc chúng bị tỳ sát vào bề mặt xilanh và do tác dụng khuất khúc của chúng. Xéc măng tỳ sát vào bề mặt xilanh do tác dụng đàn hồi của bản thân nó và do áp lực của khí cháy lọt qua khe hở giữa xéc măng và rãnh của nó tạo thành.

"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

- Trong kỳ hút, xéc măng di chuyển lên trên, nằm sát vào cạnh trên của rãnh xéc-măng.
- Trong kỳ xả và kỳ nén, xéc măng di chuyển xuống dưới, nằm sát vào cạnh dưới của rãnh xéc măng.
- Ở kỳ nổ, áp suất khí nén sẽ đẩy xéc măng đi sát xuống cạnh dưới của rãnh xéc măng. Sau đó, khí nén sẽ đi vào khoảng không gian trống ở trên xéc măng, rồi đi ra sau lưng xéc măng, đẩy mạnh xéc măng ép sát vào thành xylanh, và lúc này xéc măng bung mạnh ra tối đa để làm tăng độ kín cho buồng đốt.
- Khi xéc măng ở giữa rãnh, động cơ hoạt động ở tốc độ cao thì xéc măng sẽ lắc qua lắc lại và di chuyển tự do trong rãnh xéc măng.
- Khi hoạt động, piston đi lên đi xuống liên tục làm cho xéc măng luôn tiếp xúc vào cạnh trên và cạnh dưới của rãnh xéc măng

Tác dụng làm kín khuất khúc tạo nên trong quá trình khí chuyển động qua các khe hở giữa piston và xilanh. Do lưu lượng khí lọt qua xéc măng không đáng kể và tốc độ chuyển động của dòng khí nhỏ nên áp suất của khí trong các khe hở giảm đi theo bậc (ứng với số xéc măng).

"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

Từ sơ đồ làm kín của xéc măng hình trên ta thấy áp suất P tác dụng vào xéc măng trên cùng có giá trị gần bằng giá trị áp suất trong xilanh. Do sự dãn nở của khí và sự chuyển động của chúng qua các khe hở phía trong các xéc măng phía dưới, áp suất giảm dần cho đến khi bằng áp suất môi trường xung quanh.

Lưu ý:

Ở động cơ 2 kỳ nên việc cố định các xéc măng không cho xéc măng xoay là việc rất quan trọng, vì khi các xéc măng xoay vào lúc khe hở miệng của xéc măng trùng với vị trí của cửa khí quét và khe hở miệng của xéc măng bung ra gây hư hỏng cho xéc măng và hư hỏng cửa khí quét. Chính vì thế trên xéc măng người ta làm một cái gờ để ngăn không cho xéc măng xoay.

"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

Vị trí các cửa miệng xéc măng trên piston.

7. Các dạng hư hỏng của xéc măng

Khi hoạt động lâu ngày xéc măng không tránh khỏi những hư hỏng sau: Cháy, rỗ, bị bó kẹp trong rãy xéc măng, bị mài mòn bởi ma sát và các chất hóa học

a. Xéc măng bị hở bạc

- Hở bạc ở xéc măng hay còn gọi là hiện tượng xéc măng không còn kín khít với thành xylanh nữa, tạo nên sự hao hụt khí nén cháy xuống từ buồng đốt xuống buồng máy bên dưới, làm giảm sức nén động cơ, và ngược lại, làm cho dầu bên dưới buồng máy bắn phọt lên trên buồng đốt, không được xéc măng giữ lại nữa.

- Các nguyên nhân gây hở bạc:

+ Do xéc măng chịu sức ép của khí nén, chịu sự ma sát với thành xylanh, độ bôi trơn của nhớt kém và nhiệt độ cực cao nên gây mài mòn xécvmăng.

+ Do con người tác động vào trong quá trình vận chuyển xéc măng.

b. Xéc măng bị khói trắng.

- Khói trắng ở xéc măng do hở bạc sinh ra là do lượng nhớt bôi trơn từ buồng máy bắn phọt lên thành xylanh và một phần chui vào trong buồng đốt (qua khe hở xéc măng và xylanh), bị đốt chung với hỗn hợp khí cháy là xăng gió, nên gây ra khói trắng.

8. Những điều kiện cơ bản để đảm bảo khả năng làm kín của xéc măng

- Bề mặt ngoài của xéc măng phải tiếp xúc tốt với mặt gương xilanh, không có hiện tượng cong lệch xéc măng do biến dạng nhiệt của đỉnh piston, không có mài mòn không đều của xéc măng và xilanh.

- Chất lượng làm kín khí ít phụ thuộc vào số lượng xéc măng. Với điều kiện gia công bình thường ở các động cơ cao tốc chỉ cần 2 xéc măng củng đủ làm kín. Sở dĩ người ta tăng số lượng xéc măng đến 3 ở động cơ cao tốc và đến 6 ở động cơ thấp tốc là để cải thiện sự truyền nhiệt từ đỉnh piston ra ngoài, để đảm bảo tính kín khí trong trường hợp các xéc măng trên cùng bị thổi hoặc gãy và để giảm sự lọt khí khi khởi động cơ.

- Như đã nói ở trên, xéc măng trên cùng làm việc trong những điệu kiện nặng nề nhất. Sơ mi xilanh bị mài mòn nhiều nhất ở vùng xéc măng trên cùng và xéc măng trên cùng bị mài mòn nhiều nhất. Để cải thiện điều kiện làm việc, hai xéc măng trên cùng thường được mạ crom “xốp” trên bề mặt.

- Để tránh cho xéc măng không bị cháy, xéc măng không định vị vào piston khi làm việc để trong thời gian làm việc, xéc măng có thể dịch chuyển trong rãnh của nó. Nên dùng xéc măng có miệng xiên và chiều xiên lần lượt quay về các hướng kính khác nhau để tăng cường khả năng làm kín của xéc măng.

- Hiện tượng có quá nhiều dầu bôi trơn trên bề mặt làm việc của xilanh có thể do các nguyên nhân sau gây ra:

+ Áp lực dầu bôi trơn, và tốc độ quay của động cơ quá cao (ở các động cơ không có con trượt)
+ Tác dụng bơm của xéc măng.

"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

Tác dụng bơm của xéc măng là sự đẩy dầu bôi trơn có trên bề mặt xilanh lên phía trên do xéc măng lần lượt ép vào phía trên và phía dưới của rãnh.

- Để cạo sạch dầu bôi trơn khỏi bề mặt xilanh,các xéc măng dầu cần phải có các mép gạt tỳ sát vào xilanh. Để xả dầu tích tụ phía dưới xéc măng,xéc măng thường có các rãnh phay hay lỗ khoan ở ngay trên vòng xéc măng.

"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

Để cạo dầu ra khỏi bề mặt xi lanh,các xéc măng dầu thường có mép vát có một hay hai mép vát cạo dầu. Dầu tích tụ dưới xéc măng được chảy qua lỗ khoan.

9. Cách kiểm tra xéc măng bị hỏng

Xéc măng có 2 điểm cần kiểm tra đó là: Khe hở của miệng xéc măng và khe hở của xéc măng.

* Kiểm tra khe hở miệng xéc-măng gồm các bước:

Dùng thước lá đo khoảng cách giữa 2 đầu của xéc măng. Các nhà máy chế tạo động cơ đã chỉ rõ giá trị khe hỡ nhỏ nhất và lớn nhất. Nếu khe hở nhỏ hơn giá trị nhỏ nhất thì 2 đầu của xéc măng có thể chống vào nhau do sự dãn nỡ vì nhiệt của xéc măng khi động cơ làm việc. Đó là nguyên nhân làm cho xéc măng bó chặt lấy sơ mi xilanh, làm tăng ma sát giữa piston và sơ mi xilanh, trong một số trường hợp có thể làm kẹt piston. Nếu khe hở lớn hơn giá tri lớn nhất, khí cháy sẽ rò lọt qua xéc măng xuống cacte làm giảm suất khí nén và có thể là nguyên nhân gây nổ cacte.

"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

Các bước chi tiết:

- B1: Tháo xéc măng ra khỏi piston, chùi sạch xéc măng, xylanh và piston.
- B2: Đặt xéc măng vào trong lòng xylanh.
- B3: Dùng đầu piston đẩy nhẹ xéc măng xuống 1/2 khoảng chạy của piston.
- B4: Lấy thước lá chuyên dùng đo khoảng hở giữa 2 miệng xéc măng, khe hở này vào khoảng 0.15 mm. Nếu ít hơn thì ta dùng giấy nhám hoặc giũa mịn để chà lại 2 đầu miệng xéc măng. Nếu lớn hơn thì phải thay xéc măng mới.

* Kiểm tra độ hở giữa xéc măng và rãnh xéc măng gồm các bước:

Khe hở thứ 2 là khe hở cạnh là khoảng cách giữa mặt trên của xéc măng và mặt trên rãnh xéc măng. Khe hở này đo bằng thước lá và cũng có giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất do nhà máy chế tạo đưa ra.

"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

Các bước chi tiết:

- B1: Tháo xéc măng ra khỏi piston và chùi sạch sẽ.
- B2: Lấy phần lưng xéc măng cần kiểm tra để vào rãnh tương ứng.
- B3: Xoay vòng xéc măng chạy xung quanh rãnh xéc-măng và quan sát mọi vị trí xéc măng đều lọt dưới rãnh và thấp hơn khoảng 0.25 mm.Sau đó, nhét thước lá vào giữa mặt trên hoặc mặt dưới của xéc-măng và bề mặt rãnh xéc măng tương ứng, khe hở này theo tiêu chuẩn từ 0.01 mm - 0.045 mm.

+ Nếu khe hở quá ít, xéc măng sẽ bị kẹt dính trong rãnh.
+ Nếu khe hở quá lớn thì máy sẽ bị lên nhớt.

* Khe hở thứ 3 không cần đo, chỉ cần kiểm tra là khe hở lưng. Khe hở này nhất thiết phải có, tức là chiều dày của xéc măng phải nhỏ hơn chiều sâu của rãnh xéc măng. Nếu không có khe hở này thì xéc măng có thể sẽ không co dãn được, làm tăng ma sát và có thể làm kẹt piston.

Lưu ý:

Nếu piston cũ muốn dùng lại ta phải dùng một xéc măng gãy để nạo rãnh cho sạch muội than trong rãnh trước khi kiểm tra.

9. Cách tháo lắp xéc măng

Bước 1: Tháo bạc cũ ra khỏi piston

Bước 2: Làm sạch các rãnh bạc

Mỗi piston có 3 bạc gồm: bạc lửa, bạc ép và bạc dầu, để các xéc măng mới có thể làm việc tốt, bạn cần làm sạch các vòng bạc trước khi lắp các vòng bạc mới vào trong piston.

Bước 3: Tra dầu

Trước khi lắp bạc mới vào các rãnh, bạn cần tra dầu cho piston, đặc biệt là các rãnh một chút dầu, để tạo độ trơn cho bộ phận này, giúp chúng có thể dễ dàng lắp các vòng bạc vào trong rãnh.

Bước 4: Lắp bạc mới vào rãnh

– Xéc măng được chế tạo cùng cỡ cho từng loại piston nên trên xéc măng thường có ghi cỡ giống như piston. Lúc ráp vào nhớ để mặt có chữ hướng lên đầu piston.

Bước 5: Định vị các rãnh

ĐẶT MUA XÉC MĂNG NGAY TẠI ĐÂY >>>

Lưu ý:

* Xéc măng được chế tạo cùng cỡ cho từng loại piston nên trên xéc măng thường có ghi cỡ giống như piston. Không được lắp lẫn lộn vị trí 2 xéc măng hơi trên và dưới.

+ Lúc lắp ráp vào cần để mặt có chữ hướng lên đầu piston.

* Nguyên tắc lắp ráp xéc măng:

Lắp theo vị trí góc lệch của các khe miệng xéc măng với nhau và góc lệch đối với trục của chốt piston:

- Với khe miệng xéc măng:

+ 2 khe của 2 xéc-măng hơi kề nhau lệch nhau 180 độ
+ 2 khe của xéc-măng dầu kề nhau lệch nhau 180 độ (trong trường hợp động cơ có 2 xéc măng dầu)
+ 2 khe của xéc măng hơi và xéc-măng dầu kề nhau lệch nhau 90 độ.
+ Như vậy vị trí của 4 khe của 4 xéc-măng (2 xéc-măng hơi, 2 xéc-măng dầu) xét trên 1 đường tròn đã được chia đều 4 góc, và lệch 90 độ đều nhau.

- Đối với khe trục chốt piston:

+ Khe xéc-măng hơi trên cùng lệch với trục chốt piston 1 góc 45 độ.
+ Khe xéc-măng hơi thứ 2 lệch với khe xéc-măng trên cùng 180 độ, nên cũng lệch so với trục chốt piston 1 góc 45 độ.
+ Tương tự 2 xéc-măng dầu cũng lệch với xéc-măng hơi 1 góc 45 độ, nên cũng lệch so với trục chốt piston 1 góc 45 độ.

* Tác dụng: Tăng cường khả năng làm kín của xéc măng và để tránh cho nhớt lọt lên buồng đốt và để làm tăng độ nén hơi.

10. Cách lựa chọn xéc măng mới

- Việc lựa chọn xéc măng mới cần phải phụ thuộc vào xilanh và chế độ gia công tại thành xilanh
- Nếu thành xilanh mòn không đáng kể thì chỉ cần lựa chọn xéc măng có độ mòn, độ lệch, độ côn phù hợp với xilanh.
- Nếu độ gia công thành xilanh có đường kính lớn thì cần lựa chọn kích cỡ xéc măng phù hợp.
- Nếu độ côn từ 0,1-0,23mm thì xéc măng lựa chọn cần đúng tiêu chuẩn độ côn. Nếu độ côn lớn hơn thì càn phải gia công lại thành xilanh.

LINK ĐẶT MUA XÉC MĂNG (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 1 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 2 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

VIDEO THAM KHẢO: