Thanh truyền nối piston và trục khuỷu, truyền lực tác dụng lên piston đến trục khuỷu, biến chuyển động qua lại của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu.
Giới thiệu tóm tắt
Cụm thanh truyền bao gồm thân thanh truyền, nắp đầu lớn thanh truyền, ống lót đầu nhỏ thanh truyền, vỏ ổ trục đầu lớn thanh truyền và bu lông thanh truyền (hoặc vít). Nhóm thanh truyền chịu lực khí truyền bởi chốt piston, cũng như lực quán tính dao động và qua lại của nhóm piston. Độ lớn và hướng của các lực này thay đổi theo chu kỳ. Do đó, thanh truyền phải chịu các tải trọng xen kẽ như nén và kéo. Thanh truyền phải có đủ độ bền mỏi và độ cứng kết cấu. Độ bền mỏi không đủ thường dẫn đến gãy thân thanh truyền hoặc bu lông thanh truyền, dẫn đến các tai nạn lớn làm hỏng toàn bộ máy. Nếu độ cứng không đủ, nó sẽ gây ra biến dạng uốn của thân thanh truyền và biến dạng không tròn của đầu lớn thanh truyền, dẫn đến mòn lệch tâm của piston, xi lanh, ổ trục và chốt trục khuỷu.
Thành phần cấu trúc
Thân thanh truyền gồm có ba phần, phần nối với chốt piston gọi là đầu nhỏ thanh truyền; phần nối với trục khuỷu gọi là đầu lớn thanh truyền, phần thanh nối đầu nhỏ và đầu lớn gọi là thân thanh truyền.
Đầu nhỏ của thanh truyền chủ yếu là cấu trúc vòng tròn thành mỏng. Để giảm mài mòn với chốt piston, một lớp lót bằng đồng thành mỏng được ép vào lỗ đầu nhỏ. Khoan hoặc phay rãnh trên đầu nhỏ và lớp lót để cho phép các giọt dầu bắn vào bề mặt tiếp xúc giữa lớp lót bôi trơn và chốt piston.
Thân thanh truyền là một bộ phận dài chịu ứng suất đáng kể trong quá trình vận hành. Để tránh uốn cong và biến dạng, thân thanh truyền phải có đủ độ cứng. Vì lý do này, hầu hết các thân thanh truyền của động cơ ô tô đều sử dụng mặt cắt hình chữ I, có thể giảm thiểu khối lượng trong khi vẫn duy trì đủ độ cứng và độ bền. Động cơ gia cố cao cũng sử dụng mặt cắt hình chữ H. Một số động cơ sử dụng phun dầu đầu nhỏ của thanh truyền để làm mát piston, đòi hỏi phải khoan một lỗ xuyên theo chiều dọc trên thân thanh truyền. Để tránh tập trung ứng suất, kết nối giữa thân thanh truyền và các đầu nhỏ và lớn sử dụng chuyển tiếp trơn tru hình cung tròn lớn.
Để giảm độ rung của động cơ, cần phải giới hạn chênh lệch khối lượng của mỗi thanh truyền xi lanh ở phạm vi tối thiểu. Khi lắp ráp động cơ tại nhà máy, thường được đo bằng gam và nhóm theo khối lượng của đầu lớn và đầu nhỏ của thanh truyền. Cùng một bộ thanh truyền được chọn cho cùng một động cơ.
Trên động cơ hình chữ V, các xi lanh tương ứng ở cột bên trái và bên phải chia sẻ một chốt trục khuỷu và có ba loại thanh truyền: thanh truyền song song, thanh truyền hình chữ V và thanh truyền chính và phụ
Các hình thức thiệt hại chính
Các dạng hư hỏng chính của thanh truyền là gãy mỏi và biến dạng quá mức. Các vị trí thường gặp của gãy mỏi là ba vùng chịu ứng suất cao trên thanh truyền. Điều kiện làm việc của thanh truyền đòi hỏi thanh truyền phải có độ bền và khả năng chống mỏi cao; Nó cũng đòi hỏi độ cứng và độ dai đủ. Trong các kỹ thuật gia công thanh truyền thống, các vật liệu như thép 45, 40Cr hoặc thép tôi và ram 40MnB thường được sử dụng, có độ cứng cao hơn. Do đó, các vật liệu thanh truyền mới do các công ty ô tô Đức sản xuất như thép hợp kim siêu nhỏ cacbon cao C70S6 không tôi và ram, thép rèn sê-ri SPLITASCO, thép rèn FRACTIM và thép rèn S53CV-FS được sử dụng (tất cả đều là tiêu chuẩn DIN của Đức). Mặc dù thép hợp kim có độ bền cao, nhưng nó rất nhạy cảm với sự tập trung ứng suất. Do đó, cần đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt về hình dạng và độ cong quá mức của thanh truyền, đồng thời cũng cần chú ý đến chất lượng gia công bề mặt để cải thiện độ bền mỏi. Nếu không, việc ứng dụng thép hợp kim cường độ cao có thể không đạt được kết quả mong đợi.