Thanh truyền là một bộ phận của động cơ piston có nhiệm vụ kết nối piston với trục khuỷu. Cùng với tay quay, thanh truyền biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu.
Cần có thanh truyền để truyền lực nén và lực kéo từ piston. Ở dạng phổ biến nhất, trong động cơ đốt trong, nó cho phép quay vòng trên đầu piston và quay trên đầu trục.
Tiền thân của thanh truyền là một liên kết cơ học được các nhà máy nước sử dụng để biến chuyển động quay của guồng nước thành chuyển động tịnh tiến. Cách sử dụng thanh kết nối phổ biến nhất là trong động cơ đốt trong hoặc động cơ hơi nước.
Sau đây là các bộ phận của thanh kết nối:
Thanh kết nối biến chuyển động thẳng lên và xuống của piston thành chuyển động tròn của trục khuỷu và do đó chịu lực căng, nén, uốn và vênh.
Thanh truyền tạo ra liên kết giữa piston và trục khuỷu và do đó truyền lực. Nó chuyển đổi chuyển động thẳng lên và xuống của piston thành chuyển động tròn của trục khuỷu và do đó chịu lực căng, nén, uốn và vênh.
Thanh truyền được lắp trên chốt của trục khuỷu bằng ổ trục trơn. Nắp ổ trục thanh kết nối được bắt vít vào đầu lớn. Trong hầu hết các trường hợp, thanh kết nối rỗng hoặc được cung cấp một ống dẫn dầu đúc bên trong để cung cấp chất bôi trơn cho chốt gudgeon.
Để có được trọng lượng tối thiểu và độ bền cao, các thanh kết nối được làm bằng các vật liệu sau:
Các thanh kết nối sản xuất hàng loạt được rèn, đúc hoặc thiêu kết. Các thanh kết nối rèn cho thấy tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng tốt hơn và chi phí thấp hơn so với thanh kết nối thiêu kết. Tuy nhiên, sản xuất khuôn tương đối đắt.
Sau đây là các loại thanh kết nối, được sử dụng trong các loại động cơ:
Loại thanh truyền trơn được sử dụng trong động cơ thẳng hàng và động cơ ngược chiều. Đầu to của thanh nối được gắn vào chốt quay và được lắp với nắp ổ trục.
Nắp ổ trục được gắn bằng bu lông hoặc đinh tán ở cuối thanh nối. Thanh kết nối phải được thay thế trong cùng một hình trụ và ở cùng một vị trí tương đối để duy trì sự cân bằng và phù hợp.
Các loại thanh nối này được sử dụng trên động cơ xe máy V-twin và động cơ máy bay V12. Trong mỗi cặp xi-lanh của động cơ, thanh "phuộc" được chia thành hai phần ở đầu lớn và thanh "lưỡi" được thu nhỏ từ xi lanh đối diện để lắp khe hở này trong phuộc.
Hệ thống này loại bỏ cặp dao động xảy ra khi các cặp xi lanh được cân bằng cùng với trục khuỷu.
Trong kiểu sắp xếp vòng bi đầu lớn, thanh nĩa có một ống bọc ổ trục rộng duy nhất kéo dài trên toàn bộ chiều rộng của thanh, bao gồm cả khe hở trung tâm.
Thanh lưỡi sau đó chạy trực tiếp bên ngoài ống bọc này, không chạy trên chốt. Điều này làm cho hai thanh chuyển động qua lại, điều này làm giảm lực lên ổ trục và tốc độ bề mặt. Tuy nhiên, tốc độ vòng bi cũng chuyển động qua lại thay vì quay liên tục, đây là một vấn đề lớn đối với việc bôi trơn.
Các động cơ hướng tâm thường sử dụng các thanh kết nối chủ và phụ. Trong hệ thống này, một piston bao gồm một thanh chính có gắn trực tiếp với trục khuỷu. Các piston khác kết nối các thanh kết nối của chúng với các vòng bao quanh mép của thanh chính.
Nhược điểm của thanh chủ-tớ là hành trình của pít-tông phụ lớn hơn một chút so với của pít-tông chủ, điều này làm tăng độ rung trong động cơ kiểu chữ V.
Thanh nối phôi được thiết kế từ thép hoặc nhôm. So với các loại thanh kết nối khác, chúng nhẹ hơn, chắc hơn và tuổi thọ cao hơn.
Nó thường được sử dụng trong các phương tiện tốc độ cao. Đôi khi nó được thiết kế để giảm các tác nhân gây căng thẳng và dễ dàng đi vào thớ tự nhiên của vật liệu phôi.
Những loại thanh kết nối này được các nhà sản xuất ưa chuộng và thiết kế vì chúng có thể chịu được tải của động cơ.
Thanh đúc đòi hỏi chi phí sản xuất thấp và không thể được sử dụng trong các ứng dụng có mã lực cao. Các thanh đúc có một đường nối đáng chú ý ở giữa ngăn cách chúng với loại rèn.
Một số thanh kết nối được sản xuất bằng cách rèn. Những loại thanh kết nối này được thực hiện bằng cách buộc một hạt vật liệu vào hình dạng của phần cuối. Tùy thuộc vào đặc tính yêu cầu, vật liệu có thể là hợp kim thép hoặc nhôm.
Hợp kim thép thường được sử dụng là hợp kim crôm và niken. Sản phẩm cuối cùng không được thiết kế để trở nên giòn. Do đó, hợp kim niken hoặc crom làm tăng độ bền của thanh kết nối.
Các thanh kết nối cũng được thiết kế từ kim loại trợ lực vì đây là sự lựa chọn phù hợp cho các nhà sản xuất. Nó được điều chế bằng hỗn hợp bột kim loại được ép vào khuôn và nung ở nhiệt độ cao. Hỗn hợp này được tạo thành một dạng rắn.
Có thể yêu cầu gia công nhẹ nhưng về cơ bản sản phẩm ra khỏi khuôn thành phẩm. Thanh kim loại dạng bột ít tốn kém hơn thép và chúng bền hơn thanh đúc.
Trong mỗi vòng quay của trục khuỷu, thanh truyền thường chịu các lực lớn và lặp đi lặp lại:lực cắt do góc giữa piston và trục khuỷu, lực nén khi piston chuyển động xuống dưới và lực kéo khi piston chuyển động lên trên. Các lực này tỷ lệ với bình phương tốc độ động cơ (RPM).
Hỏng thanh kết nối thường được gọi là "văng thanh truyền", là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây ra hỏng hóc động cơ nghiêm trọng trên ô tô, thường xuyên dẫn đến thanh truyền bị gãy xuyên qua thành bên của cacte và do đó khiến động cơ không thể sửa chữa được.
Nguyên nhân phổ biến của sự cố thanh kết nối là hỏng độ bền kéo do tốc độ động cơ cao, lực tác động khi piston chạm vào van (do sự cố hệ thống van), hỏng vòng bi thanh truyền thường do sự cố bôi trơn hoặc lắp đặt thanh kết nối không chính xác.
Cylinder Liner là gì? - Chức năng và loại
Sprocket là gì? - Định nghĩa, Loại và Thuật ngữ
Bánh đà là gì? - Định nghĩa, Bộ phận, Loại và Chức năng
Piston là gì? - Định nghĩa, Bộ phận và Loại