Trục khuỷu ô tô là gì? Cấu tạo, phân loại trục khuỷu ô tô

Trục khuỷu ô tô là một bộ phận không thể thiếu trong động cơ ô tô, đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay. Với thiết kế phức tạp và yêu cầu kỹ thuật cao, trục khuỷu không chỉ đảm bảo hiệu suất hoạt động của động cơ mà còn góp phần giảm thiểu rung động và tiếng ồn. Bài viết này Mast sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn chi tiết về cấu tạo và phân loại của trục khuỷu, giúp bạn hiểu rõ hơn về chức năng và tầm quan trọng của nó trong hệ thống động cơ ô tô.

Trục khuỷu ô tô là gì?

Trục khuỷu ô tô là một bộ phận quan trọng trong động cơ, có nhiệm vụ chuyển đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay. Trục khuỷu thường được làm từ thép hợp kim hoặc gang, có độ bền cao và khả năng chịu lực tốt. Thiết kế của trục khuỷu bao gồm các chốt khuỷu và chốt đầu to, được kết nối với piston thông qua thanh truyền.

Chức năng của trục khuỷu là biến đổi năng lượng từ quá trình cháy nổ trong xi lanh thành năng lượng cơ học để quay các bánh xe. Cụ thể, khi hỗn hợp nhiên liệu và không khí cháy nổ trong xi lanh, lực từ sự nổ này đẩy piston di chuyển xuống. Chuyển động tịnh tiến này được thanh truyền truyền tới trục khuỷu, tạo ra chuyển động quay. Chuyển động quay này sau đó được truyền đến các bánh xe qua hệ thống truyền động, giúp xe di chuyển.

Ngoài ra, trục khuỷu còn đóng vai trò quan trọng trong việc cân bằng và giảm rung động của động cơ. Các đối trọng trên trục khuỷu giúp cân bằng động cơ, giảm mài mòn và tăng tuổi thọ của các bộ phận liên quan.

Cấu tạo cơ bản của trục khuỷu

1. Chốt khuỷu

Chốt khuỷu là bộ phận kết nối piston với trục khuỷu, thường được làm bằng thép hợp kim hoặc gang dẻo. Nó có dạng hình trụ rỗng, bên trong có lỗ để lắp chốt piston. Chốt khuỷu chịu lực nén và lực uốn lớn, do đó phải có độ bền cao và khả năng chịu mài mòn tốt.

2. Má khuỷu

Má khuỷu là bộ phận nối chốt khuỷu với trục khuỷu. Má khuỷu thường được làm bằng thép hợp kim hoặc gang dẻo. Nó có dạng hình tròn, dẹt, có lỗ ở giữa để lắp chốt khuỷu và lỗ ở ngoài để lắp ổ trục khuỷu. Má khuỷu chịu lực uốn và lực kéo lớn, do đó phải có độ bền cao và khả năng chịu mài mòn tốt.

3. Cổ trục khuỷu

Cổ trục khuỷu là bộ phận tròn, trụ, được gia công trên trục khuỷu để lắp ổ trục khuỷu. Ổ trục khuỷu là bộ phận đỡ trục khuỷu, thường được làm bằng hợp kim đồng hoặc gang dẻo. Ổ trục khuỷu có dạng hình trụ, rỗng, bên trong có lỗ để lắp trục khuỷu.

4. Đối trọng trục khuỷu

Đối trọng trục khuỷu là bộ phận được lắp trên trục khuỷu để cân bằng lực ly tâm sinh ra trong quá trình động cơ hoạt động. Nó thường được làm bằng thép hợp kim hoặc gang dẻo, có dạng hình tròn, phẳng, có lỗ ở giữa để lắp trên trục khuỷu.

Phân loại các loại trục khuỷu phổ biến hiện nay

Trục khuỷu liền (Một mảnh)

Trục khuỷu liền là một khối rắn liền mạch. Kết hợp các má khuỷu, chốt khuỷu và thân trục thành một bộ phận duy nhất. Thường được sử dụng trong động cơ xe máy và một số loại động cơ ô tô vì chúng đơn giản và dễ sản xuất.

Trục khuỷu hai mảnh

Trục khuỷu hai mảnh bao gồm hai bộ phận chính: thân trục và các má khuỷu. Thân trục được làm bằng vật liệu cứng và bền như thép hoặc gang. Các má khuỷu được làm từ vật liệu mềm hơn như đồng hoặc nhôm. Hai bộ phận này được kết nối với nhau bằng chốt khuỷu.

Trục khuỷu hai mảnh thường được sử dụng trong các động cơ ô tô và động cơ máy móc công nghiệp và động cơ công nghiệp. Bởi vì chúng cho phép thiết kế phức tạp hơn và khả năng chịu tải cao hơn.

Trục khuỷu ba mảnh

Tương tự như trục khuỷu hai mảnh thì trục khuỷu ba mảnh bao gồm ba bộ phận chính: thân trục, các má khuỷu và các trọng tải đối trọng. Trọng tải đối trọng được gắn vào thân trục bằng chốt. Trục khuỷu ba mảnh thường được sử dụng trong các động cơ diesel lớn, vì chúng giúp giảm rung động và tiếng ồn.

Trục khuỷu năm mảnh

Trục khuỷu năm mảnh là loại trục khuỷu phức tạp nhất, bao gồm năm bộ phận chính: thân trục, các má khuỷu, các trọng tải đối trọng, các má cân bằng và các chốt. Loại trục khuỷu này thường được sử dụng trong các động cơ máy bay, động cơ xe đua, động cơ tua bin khí và động cơ máy bay,... Lý do là vì chúng có khả năng chịu tải cực cao và hoạt động ở tốc độ rất cao.

Các phương pháp chế tạo phổ biến để sản xuất trục khuỷu

• Rèn nguội: Phương pháp truyền thống để chế tạo trục khuỷu là rèn nguội. Trục khuỷu được rèn từ phôi thép và thường yêu cầu nhiều lần gia công mới đạt được hình dạng và độ chính xác mong muốn. Rèn nguội thường được ưa tiên cho các trục khuỷu có thiết kế phức tạp hoặc yêu cầu độ chính xác cao.
• Đúc: Đúc là một phương pháp khác để gia công trục khuỷu. Trong phương pháp này, thép nóng chảy được đổ vào khuôn cát hoặc khuôn kim loại, tạo thành hình dạng của trục khuỷu. Sau khi nguội, trục khuỷu thô sẽ được xử lý nhiệt và gia công để đạt được hình dạng và độ chính xác mong muốn. Đúc thường được sử dụng cho các trục khuỷu có kích thước lớn hoặc yêu cầu về độ bền cao.
• Gia công từ phôi: Gia công trục khuỷu từ phôi thép là phương pháp gia công hiện đại sử dụng máy CNC để gia công trực tiếp từ phôi, giúp loại bỏ nhu cầu rèn nguội hoặc đúc và giảm thời gian gia công. Phương pháp này thích hợp cho các trục khuỷu có thiết kế đơn giản và yêu cầu về độ chính xác không quá cao.
• Gia công bằng bột kim loại: Phương pháp này sử dụng bột kim loại để tạo thành hình trục khuỷu mong muốn thông qua quá trình ép và nung chảy. Gia công bằng bột kim loại cho phép sản xuất trục khuỷu có độ chính xác cao, khả năng chịu lực tốt và độ bền cao.

Những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của trục khuỷu

Động cơ đốt trong là một thiết bị cơ học phức tạp, trong đó trục khuỷu đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu, tạo ra công suất cho động cơ. Để đảm bảo động cơ hoạt động hiệu quả và bền bỉ, trục khuỷu cần được thiết kế và chế tạo cẩn thận, đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về độ chính xác, độ bền và độ cứng.

Một số yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của trục khuỷu bao gồm:

• Vật liệu: Trục khuỷu thường được làm từ thép rèn hoặc thép đúc. Thép rèn có độ bền cao hơn thép đúc, nhưng đắt hơn và khó gia công hơn.
• Thiết kế: Trục khuỷu có thể có nhiều cấu hình khác nhau, tùy thuộc vào số lượng xi lanh và loại động cơ. Thiết kế của trục khuỷu có ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của động cơ.
• Chế tạo: Trục khuỷu được gia công chính xác trên các máy CNC hiện đại, đảm bảo các thông số kỹ thuật chặt chẽ.
• Lắp ráp: Trục khuỷu được lắp ráp cẩn thận vào động cơ, đảm bảo các chi tiết ăn khớp chính xác và không có sai lệch.

Nếu trục khuỷu được thiết kế, chế tạo và lắp ráp đúng cách, nó sẽ hoạt động hiệu quả và bền bỉ, góp phần tăng hiệu suất và tuổi thọ của động cơ.

Quy trình xử lý và lắp đặt trục khuỷu chuẩn xác đảm bảo độ bền và tuổi thọ

Bước 1: Chuẩn bị

Làm sạch và kiểm tra trục khuỷu. Cần đảm bảo không có hỏng hóc, vết nứt hoặc mòn bất thường.

Kiểm tra các ổ trục để xem có hư hỏng hoặc mòn không, đồng thời làm sạch nếu cần.

Bước 2: Gia công trục khuỷu

Gia công lại trục khuỷu nếu cần, chẳng hạn như mài hoặc căn chỉnh.

Kiểm tra lại trục khuỷu sau khi gia công để đảm bảo đáp ứng các thông số kỹ thuật.

Bước 3: Sắp xếp trục khuỷu

Đặt trục khuỷu vào ổ trục sao cho các trục chính được căn chỉnh chính xác.

Sử dụng các vòng đệm giãn nở hoặc chặn trục khuỷu để giữ cố định tại chỗ.

Bước 4: Kiểm tra khoảng cách

Kiểm tra khoảng cách giữa trục khuỷu và ổ trục để đảm bảo chúng được bôi trơn đầy đủ.

Điều chỉnh khoảng cách nếu cần bằng cách sử dụng vòng đệm hoặc chêm.

Bước 5: Lắp đặt bánh răng

Lắp bánh răng vào trục khuỷu theo đúng hướng và vị trí.

Sử dụng các chốt chẻ hoặc bu lông để giữ bánh răng đúng vị trí.

Bước 6: Kết nối thanh truyền

Kiểm tra các thanh truyền để xem có hư hỏng hoặc mòn không, đồng thời làm sạch nếu cần.

Lắp các thanh truyền vào trục khuỷu bằng các bulông hoặc vít.

Kiểm tra xem các bulông hoặc vít có được vặn chặt đúng cách không.

Bước 7: Kiểm tra lại

Quay trục khuỷu theo cách thủ công để đảm bảo trục quay trơn tru và không có độ rung bất thường.

Kiểm tra xem có rò rỉ dầu hoặc mỡ không. Bên cạnh đó, kiểm tra nhiệt độ hoạt động của trục khuỷu để đảm bảo không quá cao.

Bảo dưỡng và kiểm tra định kỳ để khắc phục sớm nguy cơ hỏng hóc trục khuỷu

Trục khuỷu chịu nhiều lực và tải trọng lớn nên dễ bị hư hỏng nếu không được bảo dưỡng và kiểm tra định kỳ. Để khắc phục sớm nguy cơ hỏng hóc trục khuỷu, cần phải thực hiện các công việc bảo dưỡng và kiểm tra định kỳ sau:

• Kiểm tra độ mòn của trục khuỷu: Sử dụng thước cặp hoặc thước đo độ mòn để kiểm tra độ mòn của trục khuỷu. Nếu độ mòn vượt quá giá trị cho phép, cần phải thay thế trục khuỷu mới.
• Kiểm tra độ cong vênh của trục khuỷu: Sử dụng thước đo độ cong vênh để kiểm tra độ cong vênh của trục khuỷu. Nếu độ cong vênh vượt quá giá trị cho phép, cần phải mài lại hoặc thay thế trục khuỷu mới.
• Kiểm tra độ rão của trục khuỷu: Sử dụng đồng hồ đo độ rão để kiểm tra độ rão của trục khuỷu. Nếu độ rão vượt quá giá trị cho phép, cần phải thay thế trục khuỷu mới.
• Kiểm tra độ cân bằng của trục khuỷu: Sử dụng máy cân bằng động để kiểm tra độ cân bằng của trục khuỷu. Nếu độ cân bằng không đạt yêu cầu, cần phải cân bằng lại trục khuỷu.

Ngoài ra, cần phải chú ý đến các yếu tố sau để kéo dài tuổi thọ của trục khuỷu:

• Sử dụng dầu nhớt chất lượng tốt và thay dầu nhớt định kỳ theo khuyến cáo của nhà sản xuất.
• Không để động cơ hoạt động quá tải trong thời gian dài.
• Không khởi động động cơ đột ngột khi động cơ còn lạnh.
• Không tắt động cơ đột ngột khi động cơ còn nóng.

Triển vọng phát triển của trục khuỷu trong tương lai

Trong thế giới ngày càng phát triển này, nhu cầu về xe ô tô và máy móc hạng nặng vẫn tiếp tục gia tăng, đòi hỏi phải cải tiến liên tục trong lĩnh vực sản xuất trục khuỷu. Sau đây là một số triển vọng phát triển của trục khuỷu trong tương lai:

• Vật liệu tiên tiến: Các nhà sản xuất đang không ngừng tìm kiếm những vật liệu mới, bền hơn và nhẹ hơn để chế tạo trục khuỷu. Những vật liệu này sẽ giúp giảm trọng lượng của trục khuỷu, tăng hiệu suất và tuổi thọ.
• Thiết kế tối ưu: Các kỹ sư đang áp dụng các kỹ thuật thiết kế tiên tiến để tối ưu hóa hình dạng và cấu trúc của trục khuỷu. Điều này sẽ giúp giảm ứng suất và độ rung, đồng thời tăng độ bền và độ tin cậy.

• Công nghệ sản xuất tiên tiến: Các nhà sản xuất đang áp dụng các công nghệ sản xuất tiên tiến như gia công chính xác, gia công nhiệt và xử lý bề mặt để cải thiện chất lượng và độ chính xác của trục khuỷu.
• Trục khuỷu điện: Với sự phát triển của xe điện, nhu cầu về trục khuỷu điện đang tăng cao. Các nhà sản xuất đang tích cực nghiên cứu và phát triển các loại trục khuỷu điện có hiệu suất cao và độ bền cao để đáp ứng nhu cầu của thị trường.
• Trục khuỷu cho máy móc hạng nặng: Các máy móc hạng nặng như máy xúc, máy ủi và máy khoan dầu cần những trục khuỷu có khả năng chịu tải trọng và ứng suất cao. Các nhà sản xuất đang phát triển các loại trục khuỷu dành riêng cho các loại máy móc này, đảm bảo độ bền và hiệu suất tối đa.
• Giảm phát thải: Các nhà sản xuất cũng đang tập trung vào việc phát triển các loại trục khuỷu có khả năng giảm phát thải khí thải. Bằng cách giảm ma sát và rung động, trục khuỷu có thể giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và lượng khí thải độc hại.

Những triển vọng phát triển này hứa hẹn sẽ mang đến những bước đột phá mới trong lĩnh vực sản xuất trục khuỷu, góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô và máy móc hạng nặng trong tương lai. Nếu bạn đang có nhu cầu mua trục khuỷu chất lượng, còn chần chừ gì mà không liên hệ ngay với Mast theo số Hotline: 090 722 5555 - 09445.777.66. Chúng tôi cam kết chất lượng sản phẩm chính hãng, giá rẻ nhất trên toàn quốc.

=>> Xem thêm các nội dung sau:

Khi nào cần phải thay bô bin đánh lửa động cơ ô tô

Công dụng của bánh đà ô tô

Công dụng của piston ô tô