Chế tạo một động cơ siêu nhỏ đồng nghĩa với việc tạo nên 1 hệ thống cung cấp năng lượng cũng có kích thước nhỏ tương ứng. Với sự phát triển của công nghệ nano hiện nay, hy vọng trên hoàn toàn có thể được thực hiện. Động cơ siêu nhỏ có giá thành sản xuất rẻ hơn so với bình thường và những cỗ máy nano này có thể làm được những điều mà động cơ lớn không thể làm được. Hơn nữa, động cơ nhỏ còn có thể hỗ trợ những động cơ lớn hoạt động hiệu quả hơn. Tuy nhiên, quá trình chế tạo động cơ siêu nhỏ, mạnh mẽ và vận hành nhanh vấp phải nhiều khó khăn so với dự tính ban đầu của các nhà khoa học. Show Rào cản chính để chế tạo một mô tơ hoặc bộ truyền động chính là quá trình chuyển đổi năng lượng. Trên mặt lý thuyết, việc tạo ra một động cơ siêu nhỏ dưới hình thức động cơ điện là điều không khó, nhưng thách thức ở đây là tạo ra đủ dòng điện có thể hoạt động một cách hữu ích. Điều này chính là vấn đề về kích thước. Động cơ điện càng nhỏ tạo ra năng lượng ít và công suất cũng vì thế mà ít hơn. Động cơ đốt trong siêu nhỏ cũng mắc phải vấn đề tương tự, thậm chí là tệ hơn. Động cơ đốt trong đòi hỏi phải có không gian đủ lớn cho buồng đốt. Nếu buồng đốt có kích thước quá nhỏ, nhiệt năng sinh ra sẽ nhanh chóng mất đi trước khi được chuyển hóa thành cơ năng. Mặc dù các nhà nghiên cứu có thể sử dụng một số biện pháp thay thế khác như polymer điện hóa hoặc động cơ hóa học. Dù vậy, các tùy chọn thay thế trên đều bị giới hạn về chức năng cũng như thời gian hoạt động quá chậm. Gần đây, các nhà nghiên cứu đã phát triển một phương pháp chế tạo động cơ mới - một động cơ siêu nhỏ với kích thước 100x100x5 micro mét. Động cơ trên được chế tạo từ những mảnh cắt từ màng polymer dày 530 micro mét. Thế hệ động cơ mới dùng các điện cực để điện phân nước thành hidro và oxy chứa trong buồng đốt của động cơ. Như ta đã biết, khi 2 chất khi trên được trộn với nhau theo 1 tỷ lệ thích hợp, phản ứng hóa học xảy ra dưới dạng nổ. Nếu làm được như vậy, công sinh ra từ vụ nổ sẽ truyền lực đẩy tới piston và động cơ được vận hành.  Đây là 1 giả thuyết hoàn toàn tốt và hợp lý. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu vẫn không thể chắc chắn rằng động cơ sẽ vận hành như ý muốn hay không? Họ vẫn đang lúng túng về cụ thể động cơ sẽ hoạt động như thế nào? Hơn nữa, phương pháp tạo ra hỗn hợp khí đúng tỷ lệ và phát nổ đúng thời điểm vẫn là vấn đề các nhà khoa học phải tiếp tục giải quyết. Đây được ví như "nghịch lý ong vò vẽ" nổi tiếng: toán học cho rằng ong vò vẽ không thể bay, nhưng thực tế nó vẫn bay. Mặc dù bí ẩn vẫn chưa được giải quyết triệt để, nhưng các nhà khoa học nghĩ rằng hoàn toàn có thể tạo ra 1 buồng đốt kích thước 200 nano mét nhằm thực hiện phản ứng đốt nhằm sinh công cho động cơ. Đồng thời, buồng đốt có khả năng ngăn chặn nhiệt tỏa ra ngoài nhằm đảm bảo nhiệt năng sẽ được chuyển đổi hoàn toàn thành cơ năng. Các nhà khoa học cho rằng dù đây là 1 nghịch lý, nhưng hoàn toàn có thể thực hiện được. Với hy vọng một ngày nào đó có thể chế tạo thành công loại động cơ nói trên, chúng ta có quyền hy vọng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung và công nghệ nano nói riêng, chúng ta có thể chứng kiến được những ứng dụng hữu ích đối với con người dựa vào loại động cơ siêu nhỏ này trong 1 tương lai không xa. Ống lót xy lanh là một chi tiết lắp vào thân máy. Ống lót xy lanh làm việc trong điều kiện chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn và bị ăn mòn nhiều. Có 2 loại ống lót xy lanh: Ống lót khô và Ống lót ướt 1. Ống lót khô - Toàn bộ mặt trụ ngoài của ống lót dược lắp vào lỗ xy lanh của thân máy. Bề mặt ngoài của nó phải được gia công chính xác toàn bộ để truyền nhiệt tốt ra ngoài áo nước làm mát. - Loại ống lót khô có chiều dày từ 3 ÷ 5mm thường dùng trong các động cơ diesel và động cơ xăng có tỷ số nén cao. - Ống lót khô có 2 loại: + Loại lắp ghép cố định + Loại lắp ghép trượt có thể thay đổi khi sửa chữa thay thế. 2. Ống lót ướt - Là loại ống lót tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát, nó được lắp với thân máy bằng các vòng đai lắp ghép được gia công chính xác. Ống lót ướt có gờ vai để định vị dọc trục trong thân máy, loại ống lót này có chiều dày từ 6 ÷ 8mm. - Là chi tiết máy làm việc trong điều kiện khắc nghiệt, do đó ống lót xy lanh phải đảm bảo các yêu cầu sau: + Có độ bền cao để chịu áp suất khí thể. + Có độ bền nhiệt cao. + Chịu mài mòn tốt. + Có khả năng chống ăn mòn trong môi trường nhiệt độ cao dưới đây giới thiệu một số kết cấu của ống lót xy lanh II - ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT CHẾ TẠO ỐNG LÓT XY LANHChất lượng sử dụng và tuổi thọ của động cơ phụ thuộc vào chất lượng chế tạo của ống lót xy lanh. Khi chế tạo ống lót, phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau đây: 1. Độ chính xác đường kính lỗ ống lót xy lanh phải đạt cấp chính xác 2 (TCVN) hoặc phải cao hơn nữa (tương đương cấp 6 ÷ 7 của ISO). 2. Sai lệch hình dạng của lỗ: độ ôvan, độ côn không vượt quá 0,01 ÷ 0,03mm trên toàn bộ chiều dài ống lót. 3. Đường kính mặt trụ ngoài lắp ghép với thân động cơ yêu cầu đạt cấp chính xác 2 (TCVN). 4. Độ không đồng tâm giữa mặt trong lỗ ống lót và mặt trụ ngoài (phần lắp ghép) không vượt quá 0,1mm đối với ống lót ướt và 0,03 ÷ 0,05mm đối với ống lót khô. 5. Độ không vuông góc giữa mặt tựa của vai lắp ghép với đường tâm của lỗ không quá 0,02 ¸ 0,05mm. 6. Độ bóng bề mặt trong của lỗ ống lót phải đạt cấp ∇9÷∇10 (Ra: 0,32 ÷ 0,16). 7. Độ bóng của mặt trụ lắp ghép ngoài đối với ống lót ướt ∇7 ÷ ∇8 (Ra: 1,25 ÷ 0,63); đối với ống lót khô ∇6 ÷ ∇7 (Ra: 2,5 ÷ 1,25). 8. Mặt trụ trong của ống lót xy lanh phải đạt độ cứng 40HRc. III - VẬT LIỆU VÀ PHÔI CỦA ỐNG LÓT XY LANH1. Chế tạo ống lót xy lanh - Ống lót xy lanh phần lớn được chế tạo từ gang hợp kim, cũng có một số loại động cơ có dùng ống lót thép (động cơ ôtô MA3 525). - Gang hợp kim chế tạo ống lót xy lanh có tổ chức nền cơ bản là Peclít kèm theo grafit dạng tấm hoặc dạng cầu. Độ bền của ống lót không thấp hơn mác gang GX 21-40. Ống lót xy lanh cần phải gia công nhiệt luyện. Có thể thực hiện tôi mặt trong của ống lót xy lanh bằng dòng điện tần số cao. Chiều sâu lớp thấm tôi không được nhỏ hơn 1,5mm. Độ cứng bề mặt phải đạt 40HRc. - Ống lót xy lanh có thể tiến hành tôi thể tích, tôi theo phương pháp này dễ gây biến dạng, nứt nẻ chi tiết. Độ cứng sau khi tôi phải đạt từ 363÷444 HB, tương ứng với 39÷47 HRC. - Để nâng cao cơ tính cho vật liệu ống lót, có thể dùng gang biến tính (gang cầu). - Để nâng cao tính chịu mài mòn, có thể dùng phương pháp mạ crôm ở mặt trong ống lót với chiều dày lớp mạ crôm 0,05÷0,15mm hoặc thấm nitơ với chiều sâu thấm 0,45÷0,5mm. - Một số loại ống lót xy lanh có chiều dày quá mỏng rất khó khăn trong việc gia công lại sau khi tôi, do đó người ta phải dùng loại ống lót xy lanh không tôi. (Đa số các loại ôtô của Mỹ, Anh đều dùng ống lót không tôi). Loại ống lót xy lanh không tôi được chế tạo từ các loại gang hợp kim: crôm, crôm – Molipđen, crôm – niken có hàm lượng cao. * Phương pháp này tồn tại một số nhược điểm như: - Chất lượng vật đúc không cao, vật đúc có nhiều khuyết tật: độ mịn chặt của kim loại thấp; dễ bị rỗ xỉ, rỗ khí; không đồng nhất về cấu tạo kim loại theo chiều dài và chiều ngang. - Lượng dư gia công lớn do có sự lệch khuôn giữa 2 nửa khuôn. - Không đồng tâm giữa mặt trụ ngoài và mặt trụ trong. 2. Đúc trong khuôn ly tâm * Đúc ly tâm có ưu điểm: - Độ chính xác mặt ngoài và độ đồng tâm giữa mặt trong và mặt ngoài cao. - Chất lượng vật đúc tốt: độ mịn chặt của kim loại cao, rỗ khí, rỗ xỉ hầu như không có. – Giảm được lượng hao phí kim loại khi đúc. * Đúc ly tâm có thể thực hiện bằng các phương pháp: - Đúc trong khuôn cát tươi: cát làm khuôn được đổ vào trong khuôn kim loại quay và nhờ miếng gạt để gạt cát trong phần rỗng của khuôn, sau đó nhờ một con lăn định hình cán tạo hình mặt ngoài của ống lót xy lanh ướt. - Đúc trong khuôn định hình bằng cách phun cát dính. - Cát được phun dính vào trong máng khuôn định hình bằng kim loại. Hỗn hợp cát được phun dính vào máng khuôn kim loại nhờ một thiết bị thổi cát; hỗn hợp cát tạo ra một bề mặt khuôn đúng dạng của máng khuôn định hình. Khi rót kim loại lỏng vào lòng khuôn quay: hình dạng mặt ngoài của ống lót xy lanh sẽ được tạo hình đúng như yêu cầu. - Đúc trong khuôn ly tâm thông thường: Phương pháp này chỉ đúc được các ống xy lanh có mặt ngoài hình trụ (không định hình). Để dễ lấy phôi, mặt trong của khuôn đúc được chế tạo có độ côn nhất định. * Phương pháp này có ưu điểm: đơn giản khi tạo phôi. IV - QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO ỐNG LÓT- Khi thực hiện quy trình công nghệ chế tạo ống lót, tuỳ theo điều kiện sản xuất mà lực chọn phương án công nghệ. Nếu sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối thì quy trình công nghệ được thực hiện trên các trang thiết bị chuyên dùng với những máy tổ hợp, máy tự động, bán tự động. - Nếu sản xuất hàng loạt nhỏ và đơn chiếc thì sử dụng các thiết bị vạn năng để có thể gia công được nhiều loại ống lót có kích thước khác nhau. Nhưng nói chung khi gia công ống lót xy lanh do đặc điểm xy lanh có độ cứng vững hướng kính kém, dễ bị biến dạng nên quá trình gá kẹp, gia công cắt gọt phải đảm bảo chi tiết không bị biến dạng lớn. Đồng thời yêu cầu kỹ thuật điển hình của các ống lót xy lanh là phải đảm bảo độ đồng tâm giữa mặt trụ trong và ngoài, do đó việc sử dụng chuẩn định vị phải sao cho đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật đó. 1. Quy trình công nghệ gia công ống lót ướt
Để đảm bảo độ đồng tâm giữa mặt ngoài và trong luôn luôn dùng mặt ngoài làm chuẩn khi gia công mặt trong và ngược lại. |
