Chuyên đề tốt nghiệp Đề tài: "Vấn đề cơ bản nhất về xilanh
động cơ đốt trong trên Máy Xây
Dựng" GVHD: Bùi Văn Trầm
SVTH: Nguyễn Văn Duy
Chuyên đề tốt nghiệp
GVHD:
Bùi Văn Trầm
Sinh viên thc hin:Nguyn Văn Duy Page 1

LỜI NÓI ĐẦU
Nước ta đang trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Ngành
cơ khí Máy Xây Dựng là một trong những ngành đang trong quá trình phát triển mạnh,
với nhiều loại máy hiện đại, tân tiến được chế tạo và đầu tư để đáp ứng được nhu cầu sử
dụng và khai thác tại nước ta. Máy Xây Dựng ngày nay càng ngày càng được sử dụng

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong Khoa Cơ Khí và thầy giáo
hướng dẫn Bùi Văn Trầm đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, tạo điều kiện tốt nhất cho em
hoàn thành chuyên đề.
Hà Nội, tháng 3/2011
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Duy
Chuyên đề tốt nghiệp
GVHD:
Bùi Văn Trầm
Sinh viên thc hin:Nguyn Văn Duy Page 2
ĐIỂM:
Hà Nội, Ngày……tháng……năm 2010

KÝ TÊN
Sinh viên thc hin:Nguyn Văn Duy Page 5

Chương II: Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại xilanh động cơ đốt trong trên
Máy Xây Dựng.

2.1:Nhiệm vụ.
Nhiệm vụ của xilanh là kết hợp với pistôn-xecmăng và nắp máy tạo thành
buồng đốt cho động cơ.
Dẫn hướng cho pistôn

2.2:Phân loại.
Xilanh động cơ đốt trong được phân thành 2 loại:
+ Xilanh đúc liền:Là loại xilanh được đúc liền cùng với thân máy.
Ưu điểm: là có độ cứng vững cao,truyền nhiệt tốt.
Nhược điiểm: Không tiết kiệm được vật liệu.
+ Xilanh đúc rời:
Loại này được đúc rời thành từng ống gọi là ống lót xilanh, loại này có ưu điểm là tiết
kiệm được vạt liệu.
Ống lót xilanh được chia thành hai loại:
*ống lót xilanh khô:
Loại này áo nước làm mát không tiếp xúc trực tiếp với thành của ống lót xilanh mà
thông qua vách của thân máy,nó được gia công mỏng để đảm bảo được việc truyền nhiệt
tốt.
Mặt trong và mặt ngoài của ống lót xilanh khô được gia công nhẵn bóng và có độ
chính xác cao.
Ưu điểm: Có độ cứng cao, không lọt khí, rò dỉ nước, tiết liệm được vật liệu nhưng lắp
ghép phức tạp làm mát không hoàn chỉnh.
*Ống lót xilanh ướt:
Loại này được sử dụng rộng rãi, nước làm mát trực tiếp tiếp xúc với thành ngoài của
ống lót xilanh.

kiện bôi trơn xấu nhất.
Áp suất của xecmăng tác dụng lên xilanh phụ thuộc vào sức bật của xecmăng và áp
lực của khí cháy tác dụng lên lưng xecmăng. Áp lực tác dụng lên xecmăng thứ nhất là
lớn nhất. Khi píttôn đi xuống áp lực trong xilanh giảm dần do đó áp suất tác dụng lên
xilanh cũng giảm dần. Khi lực tác dụng vuông góc với mặt ma sát càng lớn thì phân tử
của các mặt ma sát găm vào nhau càng nhiều và do đó phần trên của xilanh bị mòn
nhiều nhất.
+Ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ mòn của xilanh:
Nhiệt độ tại các vị trí khác nhau của xilanh cũng khác nhau. Nhiệt độ của phần trên
xilanh cao nhất,chẳng hạn trong một số loại động cơ làm mát bằng nước tuần hoàn, nhiệt
độ bình quân của khu vực điểm chết trên của pístôn lên tới khoảng 350
0
c, ở khu vực
điểm chết dưới khoảng 200
0
c. Đối với một số động cơ làm mát bằng không khí, thì nhiệt
độ có thể lên tới khoảng 430
0
c ở điểm chết trên va 220
0
c ở điểm chết dưới. Nhiết độ của
xecmăng thứ nhất ở điểm chết trên còn cao hơn nhiệt độ của xilanh. Nhiệt độ tăng làm
cho độ nhớt của dầu giảm do đó lam yếu màng dầu, thậm chí màng dầu tại nơi nhiệt độ
cao còn có thể bị cháy, mặt khác sự cugn cấp dầu cho phần trên của xilanh cũng khó
khăn và đó cũng là lý do tại sao phân trên của xilanh lại bị mòn nhiều. Khi động cơ làm
việc trong xilanh hình thành 3 khu vực nhiệt độ:
-Khu vực nhiệt độ cao:
Dầu nhờn ở khu vực nhiệt độ cao không có tác dụng bôi trơn,màng dầu bị phá hủy,áp
suất của nhiên liệu phun sương mạnh cũng làm ảnh hưởng tới màng dầu bôi trơn,đặc
tính và trị số hao mòn của xilanh phụ thộc vào chế độ nhiệt,kết cấu của động cơ và mức

+Ảnh hưởng củaluồng khí nạp thổi quyét trên thành xilanh.
Luồng khí nạp thổi quyét trên thành xilanh cũng là nguyên nhân làm mòn xilanh
không đều theo mặt cắt ngang.
Có thể thấy độ mòn theo hướng kính của xilanh độ mòn lớn nhất ở vị trí đối diện với
xupap nạp. Tác dụng thổi quyét của khí nạp lên thành xilanh làm nhiệt độ của nó giảm
xuống,do đó sự ăn mòn xảy ra mạnh hơn và như vậy cường độ mòn tăng lên. Bên cạnh
đó điều kiện làm mát của động cơ cũng ảnh hưởng tới sự mài mòn của xilanh theo
phương hướng kính. Nhiều thí nghiệm cho thấy rằng vị trí mòn theo phương hướng kính
của xilanh không phải lúc nào cũng hoàn toàn đối diện với xupap nạp, mà ở nơi nào
nhiết độ thấp nhất. Trong thực tế,trên một động cơ đặc tính mòn của các xilanh nói
chung giống nhau về căn bản nhưng lượng mòn tuyệt đối có khác nhau.Nơi mòn nhiều
nhất là các xilanh hai đầu có nhiệt độ thấp hơn các xilanh khác. Vị trí mòn nhiều nhất
của các xilanh khác nhau cũng khác nhau, điều đó phụ thuộc vào vị trí đặt xupap nạp và
điều kiện làm mát của động cơ. Trong quá trình nạp,không khí có tác dụng thổi quyét
trên thành xilanh và nhiên liệu ở thể hơi ngưng tụ sẽ rửa sạch dầu nhờn trên vách của
xilanh,phá hoại màng dầu bôi trơn cũng làm tăng cường độ mài mòn của phân trên
xilanh.
+Ảnh hưởng của nhiên liệu tới độ mòn của xilanh.
Ảnh hưởng của nhiên liệu tới hao mòn của xilanh được quyết định chủ yếu bởi lượng
tạp chất trong nhiên liệu, trong đó có axit nhất là axit cao phân tử,lưu huỳnh và hợp chất
Chuyên đề tốt nghiệp
GVHD:
Bùi Văn Trầm
Sinh viên thc hin:Nguyn Văn Duy Page 8

của lưu huỳnh có khả năng ăn mòn các chi tiết của động cơ,ngoài ra ta còn phải kể đến
độ nhớt của nhiên liệu và chất lượng phun nhiên liệu vào xilanh. Khi động cơ làm việc
sẽ tạo ra khí S o
2
và S o

và ăn mon điện-hóa học.
Mức độ ăn mòn xilanh phụ thuộc vào nhiệt độ của vách xilanh nhiệt độ càng cao thì sự
ăn mòn càng mạnh.Ta thấy trong trường hợp này phần trên của xilanh cũng lại chịu điều
kiện xấu nhất. Cụ thể,tuy nhiệt độ phần trên xilanh có cao nhung do áp lực khí cũng lớn
do đó hơi nước bị ngưng tụ dẫn đến việc bôi trơn khó khăn,tác dụng chống ăn mòn của
màng dầu gần như không có và tóm lại độ mòn cũng lớn.
Độ nhớt của nhiên liệu đúng yêu cầu thì động cơ làm việc bình thường. nếu độ nhớt
lớn thì lúc lưu động sẽ gây ra cản trở lớn làm xấu chất lượng phun.
Độ nhớt bé làm giảm áp suất phun nhiên liệu,rễ bị rò rỉ qua khe hở giữa píttôn-
xecmăng- xilanh,kim phun và đế kim phun nhiên liệu hòa lẫn vào dầu bôi trơn làm giảm
tính lý hóa dẫn tới sự hao mòn chi tiết.Ta còn để ý tới trị số xetan của nhiên liệu vì khi
động cơ diesel dùng nhiên liệu có trị số xetan bé thì kéo dài giai đoạn cháy trễ,động cơ
có khói đen tọa ra muội than,sức tiêu hao nhiên liệu tăng,gây hiện tượng va đập làm hao
mòn xilanh. Do đó để tăng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật,làm giảm bớt sự mài mòn thì nhiên
liệu đông cơ diesel phải đảm bảo những yêu cầu sau:
-Nhiệt độ đông đặc,nhiệt độ vẩn đục,độ nhớt cân phải đúng đảm bảo cho việc cấp
nhiên liệu qua vòi phun không bị gián đoạn,chứa ít tạp chất,axit,lưu huỳnh, bụi;
-Phải có giai đoạn cháy trễ càng ngắn càng tốt
-Phải có khả năng tự cháy tốt (nâng cao trị số xetan)
-Đảm bảo hoàn toàn không có khói đen,không tích muội than,nhiên liệu diesel.
+Ảnh hưởng của chất lượng dầu bôi trơn.
Chất lượng dầu bôi trơn ảnh hưởng đang kể tới độ mòn của xilanh. Ngoài các chưc
năng cơ bản:bôi trơn,làm sạch,làm mát,làm kín,chống han rỉ,dầu bôi trơn phải có tính
năng làm giảm mài mòn,đảm bảo chi tiết làm việc lâu bền vì vậy dầu bôi trơn phải đạt
được các yêu cầu sau:
-Có khả năng tạo màng dầu vững chắc trên bề mặt công tác của chi tiết.
-Có khả năng đông đặc ở nhiệt độ thấp.
-Tạo muội than ít nhất.
-Bền vững hóa học đối với ôxy và không khí.
-Không có tạp chất cơ học.

hạn vì bề mặt kim loại tiếp xúc trực tiếp với nhau. Khi vật liệu bôi trơn chỉ tồn tại ở một
số vùng trên bề mặt kim loại, bề mặt chi tiết sản sinh ra một lượng nhiệt không kịp tản
sâu vào kim loại, nó làm thay đổi các lớp bề mặt chi tiết, độ chống mòn của kim loại
giảm xuống nhanh chóng và làm tăng nhanh sự hao mòn và đó là mài mòn cơ học. Độ
mòn lớn nhất xảy ra trong khoảng 1đến 2 giây đầu sau khi khởi động sau đó nó sẽ trở lại
trạng thái ổn định. Trên đầu máy diesel hiện nay, khi động cơ dừng hoạt động thì dầu
bôi trơn sẽ rơi vào cácte và khi khởi động thì phải nâng dần gia tốc mục đích là để đạt
tới chỉ số vòng quay hợp lý làm động cơ hoạt động, đó cũng là nguyên nhân dẫn tới sự
hao mòn. Nhiều thí nghiệm tiến hành trong các điều kiện khác nhau đã chứng tỏ rằng sự
khởi động động cơ nguội trong một mức độ nào đó đều làm tăng nhanh quá trình hao
mòn xylanh.
3.2:Kiểm tra xilanh.
-Kiểm tra bằng mắt thường các xilanh xem có vết xước không.

Chuyên đề tốt nghiệp
GVHD:
Bùi Văn Trầm
Sinh viên thc hin:Nguyn Văn Duy Page 10 -Dùng đồng hồ so để đo độ mòn côn, độ ôvan của xilanh bằng cách đo đường kính
tại các vị trí A, B và C theo hướng ngang và dọc thân máy. Sau đó đem so sánh kết quả
đo được tại 3 vị trí nêu trên để tìm ra độ côn, độ ôvan của xilanh dọc ống xilanh. Trị số
cho phép phải nhỏ hơn 0,12mm.


Chuyên đề tốt nghiệp
GVHD:
Bùi Văn Trầm
Sinh viên thc hin:Nguyn Văn Duy Page 12

Khe hở tiêu chuẩn của xilanh và piston là: 0,06-0,08mm đối với động cơ Xăng; 0,10-
0,12mm đối với động cơ Diesel.
Kiểm tra phần đầu ống lót xilanh, dùng vi kế đo sâu hoặc đồng hồ có mặt số để
Độ ôvan là hiệu số đo được của hai đường kính trên cùng một mặt cắt ngang ống xilanh.
Trị số phải nhỏ hơn 0,05.
Sử dụng thước kiểm phẳng và căn lá để kiểm tra bề mặt khối xilanh xem có bị
cong vênh không.
Chú ý:
Đo đường kính ở vị trí song song và vuông góc với mặt phẳng đường chứa tâm
chốt piston
số đo được của hai đường kính trên cùng một đường sinh trong mặt phẳng cắt
Độ côn là hiệu đo chiều rộng mặt bích ống lót xilanh và chiều sâu của bậc ở tối
thiểu 4 vị trí.
Sau đó trừ chiều sâu bậc khỏi chiều rộng mặt bích ống lót xilanh. Kết quả là phần
nhô lên của ống lót.

Chuyên đề tốt nghiệp
GVHD:
Bùi Văn Trầm
Sinh viên thc hin:Nguyn Văn Duy Page 14
ậc ở

Chuyên đề tốt nghiệp
GVHD:
Bùi Văn Trầm
Sinh viên thc hin:Nguyn Văn Duy Page 15
Để phát hiện các vết nứt tế vi trên bề mặt người ta sử dụng phương pháp kiểm tra
khuyết tật màu, để xác định vết nứt ngầm người ta dùng phương pháp kiểm tra khuyết
tật từ . Sau khi kiểm tra ống lót, người ta quyết định phương pháp sửa chữa gồm: sửa
chữa theo kích thước sửa chữa hay sửa chữa bằng cách thay thế xylanh mới. Trong quá
trình kiểm tra nếu phát hiện các khuyết tật sau thì phải tháo xylanh đó ra để thay mới:

- Phát hiện có vết nứt ở bất kỳ kích thước, vị trí nào;

- Có vết mòn gỉ trên bề mặt làm việc tổng diện tích quá 20cm2 mà không thể tẩy sạch
được;

- Có các lỗ mọt;

- Có các vết xướt chiều dài quá 40 mm, sâu quá 0,3mm; - độ méo và độ côn lớn quá
0,15mm.

minh giá trị mài mòn lớn nhất của xilanh nằm trong khu vực tại vị trí của xéc măng trên
cùng khi piston nằm ở vị trí ĐCT và nhỏ nhất tại vị trí xéc măng dầu cuối cùng khi
piston ở điểm chết dưới. Việc mài mòn cũng không đều trên toàn bộ mặt gương xylanh
mà thường nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng lắc của tay biên là cho
xylanh bị côn và ô van.
Ngoài hiện tượng mài mòn do ma sát mặt gương xylanh cũng thường bị ăn mòn hóa
học do tác động của khí sunfuro (SO
2
). Các khí này được hình thành do trong thành
phần của nhiên liệu có lưu huỳnh. Do vậy khi sử dụng nhiên liệu có chứa nhiều lưu
huỳnh thì tốc độ gây mòn của mặt gương xylanh tăng nhanh và mãnh liệt hơn so với
hiện tượng ăn mòn điện hóa ở mặt ngoài.
Đối với động cơ hai kỳ quá trình mài mòn mặt gương xilanh cũng tương ứng việc làm
sắc nhọn các cửa quét,cửa xả do đó gây va đập giữa miệng xéc măng với thành cửa phối
khí dẫn đến gẫy xéc măng đồng thời làm nứt mẻ các cửa này.
Bề mặt làm việc bị mòn theo chiều ngang không bằng nhau tạo nên độ ôvan là do
thành phần lực ngang tác dụng đẩy xéc măng và piston miết vào thành xilanh gây nên
hiện tượng mòn méo.
Bề mặt làm việc bị mòn theo chiều dọc không bằng nhau tạo nên độ côn là do vùng
xéc măng khí trên cùng có áp suất và nhiệt độ cao, độ nhớt của dầu bị phá huỷ sinh ra
ma sát khô hoặc nửa ướt giữa xilanh và xéc măng, piston vì vậy vùng đó bị mòn nhiều
nhất tạo nên độ côn. Hình 3.12: Xilanh bị mòn
Chuyên đề tốt nghiệp
GVHD:
Bùi Văn Trầm
Sinh viên thc hin:Nguyn Văn Duy Page 17


phần lắp joăng kín nước. Xilanh bị ăn mòn gây rò lọt nước xuống cácte.
Do sự tác dụng của khí sunfurơ,các khí này được hình thành là do trong nhiên liệu có
chứa lưu huỳnh Sự ăn mòn mặt gương xilanh nhanh và mãnh liệt hơn so với sự ăn mòn
điện hoá ở ngoài.
Chuyên đề tốt nghiệp
GVHD:
Bùi Văn Trầm
Sinh viên thc hin:Nguyn Văn Duy Page 19

5 Mặt gương xilanh bị cháy
Do mất dầu cục bộ,
Do làm mát kém
Do bị bó khi lắp ráp

6-Hiện tượng xâm thực: Vết nứt phát triển gây thủng ống lót xylanh. Dẫn tới nước
làm mát rọ lọt vào xy lanh. Nếu động cơ đang hoạt động mà nước làm mát rò lọt vào thì
có thể có hiện tượng thủy kích. Do nước không có tính chịu nén.
7 Nứt vai xylanh. Do ứng suất nhiệt, Hoặc do quá trình lắp ráp nắp xylanh lực xiết
dương quá giới hạn cho phép.
8- Do lắp ráp không đúng tiêu chuẩn:
- lắp joăng làm kín nước không đúng tiêu chuẩn dẫn tới bó kẹt nhóm piston biên.
Nguyên nhân do khi động cơ hoạt động xảy ra hiện tượng ứng suất cục bộ.làm biến dạng
ống lót xylanh.
-Quá trình lắp ráp không chính xác nếu không chừa khe hở nhiệt ở nắp xylanh và

pn
:là kích thước sửa chữa cuối cùng
W: là tổng độ mòn và lượng dư gia công chi tiết của một lần gia công chi tiết tính tho
đường kính
Gọi là kích thước sửa chữa theo cốt. Đối với xilanh cho phép lên cốt 3÷4 lần,độ chênh
lệch mỗi lần là 0,25mm. Nếu xilanh bị vết xước sâu không đủ lượng dư gia công lên cốt
tiếp theo ta thực hiện nhảy qua cốt đó lên cốt cao hơn.
Ưu điểm của sửa chữa kích thước so với các phương pháp khác là rẻ tiền nên được sử
dụng rất phổ biến trong sửa chữa xilanh. Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp là độ
bền của chi tiết thường kém hơn chi tiết khác, quá trình kiểm tra, phân loại và nắp ráp
phức tạp vì có nhiều kích thước sửa chữa,việc dự chữ chi tiết cũng lớn do có nhiều kích
thước khác nhau nên vốn dự chữ cũng lớn.
Việc gia công sửa chữa xilanh được tiến hành theo 2 nguyên công:trước tiên là doa sau ó
là mài bóng. Lượng dư gia công tối thiểu của nguyên công doa là 0,05mm và mài bóng
là 0,02÷0,03mm. Công việc này do thợ chuyên gia công cơ đảm nhiệm. Đối với xilanh
liền thân máy,phải đưa cả thân máy sang xưởng gia công cơ khí để gia công và khi gia
công phải định tâm theo bề mặt không mòn của xilanh (bề mặt phía trên gờ mòn) sao
cho đường tâm xilanh sau khi sửa chữa không thay đổi so với đường tâm xilanh trước
khi bị mòn. Còn đối với lót xilanh ướt,ống lót xilanh được tháo rời ra khỏi thân máy để
sửa chữa và trong quá trình gia công,ống lót được gia công theo bề mắt ngoài (bề mặt
lắp ghép với thân máy) để đảm bảo đường tâm xilanh sau khi gia công không thay đổi .
Để đảm bảo xilanh sau khi gia công đạt được kích thước chính xác và khe hở với pistôn
đúng yêu cầu,người ta thường nhận pistôn mới trước khi gia công xilanh để có thể lắp
thử và kiểm tra khe hở trong quá trình gia công. Sau mỗi bước gia công của nguyên
công mài bóng cuối cùng,nguowcf ta dùng luôn pistôn mới lắp vào xilanh để kiểm tra
khe hở . Khe hở đạt yêu cầu là khe hở từ 0,03÷0,04mm tính theo đường kính. Kiểm tra
bằng cách lau sạch bề mắt gương xilanh và mặt ngoài pistôn rồi lắp hai chi tiết vào
nhau,nếu có thể di chuyển pistôn lên xuống nhẹ nhàng, trơn chu và không đưa được
thước lá dày 0,04mm vào mặt dẫn hướng của phần dẫn hướng của pistôn là được. Sau
khi kiểm tra thấy đã đạt yêu cầu phải đánh dấu pistôn theo xilanh và không được đổi lẫn

- Khắc phục các hư hỏng của gờ chặn xylanh;
- Mài bề mặt bên trong của xylanh;
- Mạ thiếc cho mặt ngoài;
- Mài hâng và đánh bóng bề mặt bên trong xylanh;
- Kiểm tra.

3.2.2.2. Nắn xylanh

Trong quá trình làm việc nếu xylanh bị biến dạng (méo) nhiều ta có thể dùng
phương pháp nắn lại nhờ máy nắn chuyên dùng (hình 6.38). Trong quá trình nắn, dùng
đồng hồ đo độ méo của xylanh ở hai hướng vuông góc với nhau và vuông góc so với
đường kính của xylanh. Tiến hành nắn đến khi xylanh đạt kích thước theo yêu cầu.
Sau quá trình nắn tiếp tục phải thực hiện các nguyên công sửa chữa tiếp theo cho
xylanh trước khi đem sử dụng.

Chuyên đề tốt nghiệp
GVHD:
Bùi Văn Trầm
Sinh viên thc hin:Nguyn Văn Duy Page 22

Hình 3.14. Thiết bị nắn ép xylanh bằng thuỷ lực
1. Miếng đệm lót; 2. Miếng đệm bằng dạ; 3. Gối đỡ phía trên; 4. Pitông plông-giơ; 5.
Ống bảo vệ lò xo; 6. Thân máy; 7. Gối ñỡ.

3.2.2.3. Sửa chữa bề mặt làm việc của xylanh theo kích thước sửa chữa

Đối với những ống lót xylanh bị mòn hay xước ít ta tiến hành doa, sau đó mài đến

Chiều sâu cắt:0,05÷0,1mm
Bước tiến dao:0,02÷0,05 mm/vòng

Hình 3.15: Thiết bị định tâm và thiết bị dao cắt dùng để doa xylanh