Công suất của động cơ đốt trong phụ thuộc rất nhiều vào sự làm việc của các nhóm cơ cấu, hệ thống như hệ thống nhiên liệu, hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn, nhóm piston thanh truyền... Trong đó thì hệ thống phân phối khí là hệ thống ảnh hưởng trực tiếp đến công suất của động cơ cũng như hiệu quả sử dụng nhiên liệu và quyết định đến vấn đề ô nhiễm môi trường. Hệ thống phân phối khí thực hiện quá trình thay đổi môi chất công tác trong buồng cháy động cơ, giúp nạp đầy hỗn hợp hoặc không khí mới vào xilanh động cơ và xả sạch khí cháy ra khỏi xilanh để động cơ làm việc được liên tục, hiệu quả. Hệ thống phân phối khí làm việc trong điều kiện chịu tải trọng cơ học cao, luôn chịu nhiệt độ cao từ buồng cháy, chịu mài mòn cũng như tải trọng va đập lớn. Từ điều kiện làm việc này thì đòi hỏi hệ thống phân phối khí phải đáp ứng những yêu cầu khắc khe như là hệ thống phân phối khí phải nạp đầy môi chất và xả sạch sản phẩm cháy, đóng mở xupap đúng quy luật và đúng thời gian quy định, độ mở lớn để dòng khí dễ dàng lưu thông. Ngoài ra còn phải đóng kín khi làm việc, xupap xả không tự mở trong quá trình nạp. Đóng xupap phải kín nhằm đảm bảo áp suất nén, quá trình cháy không bị lọt khí. Các chi tiết trong hệ thống phân phối khí phải ít mòn, tiếng ồn nhỏ khi làm việc, dễ dàng điều chỉnh, sửa chữa và giá thành chế tạo thấp. Hệ thống phân phối khí trong động cơ đốt trong có nhiều kiểu, tùy thuộc vào mục đích sử dụng cũng như cách bố trí, thuận tiện khi sửa chữa mà có thể chia ra: 1. Hệ thống phân phối khí dùng xupap: Là loại hệ thống được sử dụng rộng rãi trong động cơ 4 kỳ vì nó có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ điều chỉnh, làm việc chính xác và hiệu suất cao. Hệ thống phân phối khí dùng xupap lại chia ra: 1.1. Hệ thống phân phối khí dùng xupap đặt: Xupap được lắp ở một bên thân máy ngay trên trục cam và được trục cam dẫn động xupap thông qua con đội. Xupap nạp và xupap xả của các xilanh có thể bố trí theo nhiều kiểu khác nhau. Bố trí xen kẽ hoặc bố trí theo từng cặp một. Khi bố trí từng cặp xupap cùng tên, các xupap nạp có thể dùng chung đường nạp nên làm cho đường nạp trở thành đơn giản hơn. Ưu điểm của phương án này là chiều cao động cơ giảm xuống, kết cấu của nắp xilanh đơn giản, dẫn động xupap cũng dễ dàng. Tuy vậy có khuyết điểm là buồng cháy không gọn, có dung tích lớn. Một khuyết điểm nữa là đường nạp, xả phải bố trí trên thân máy phức tạp cho việc đúc và gia công thân máy, đường xả, nạp khó thanh thoát, tổn thất nạp xả lớn.
Chương GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ XE MAZDA 2019 Lịch sử phát triển Năm 1929, công ty sản xuất động ô tô đầu tiên, vào năm 1931, Mazda xuất 30 xe chở hàng bánh vào thị trường Trung Quốc Đến năm 1970-1978, hệ Mazda dầu tiên đời với tên gọi Mazda 616 Mazda mẫu xe sedan hạng D có danh số bán thuộc tầm cao phân khúc Mẫu xe đánh giá đầy đủ « đồ chơi » có giá bán tương đối hợp lý Hiện dòng xe bán với phiên sau : Mazda 2.0 tiêu chuẩn : 819 triệu Mazda 2.0 Premium : 899 triệu Mazda6 2.5 Premium : 1019 triệu Xét giá bán, Mazda6 mẫu xe có giá trị bán tốt thứ sau Kia Optima (khởi điểm từ 789 triệu) Trong đó, « người đồng hương » Camry vừa mắt nâng cấp nhẹ với giá thấp 997 triệu cho 2.0 E cao tỷ 302 triệu cho 2.5Q Như vậy, khoảng cách Mazda Camry 178-283 triệu (tương ứng với 2.0 2.5) Ngoại Thất : Mazda 2019 sở hữu kích thước tổng thể Dài x Rộng x Cao 4.865 x 1.840 x 1.450 (mm), trục sở 2.830 (mm), khoảng sáng gầm Camry, ngoại trừ thấp 20mm thơng số cịn lại dều nhỉnh từ 15-20mm Nhìn chung, kích thước Mazda mẫu xe rộng rãi phân khúc Về mặt thiết kế, phiên facelift nên Mazda 2019 trì đường nét lịch lãm sang trọng với ngôn ngữ Kodo Tuy nhiên, mẫu sedan hạng D tinh chỉnh lại số chi tiết nhằm đem đến diện mạo hút Cụ thể, chi tiết hút phía trước Mazda 2019 hệ thống đèn chiếu sáng Cụm đèn pha LED phiên thiết kế sắc bén hơn, tích hợp chức bật/tắt tự động theo môi trường ánh sáng tự động điều chỉnh góc chiếu Hai phiên Premium có thêm cơng nghệ LED thích ứng thơng minh Adaptive LED Headights (ALH) Đây hệ thống giúp người lái ln có tầm nhìn tốt nhất, khơng gây chói mặt cho xe ngược chiều Còn 2.0 thay mở rộng góc chiếu đánh lái AFS (Adaptive Front-Lighting System) Ngoài ra, cụm lưới tản nhiệt điểm mở rộng hơn, đường viền mạ chrome tạo hình cánh chim dày Ngay đèn sương mù dạng LED thay halogen tiềm nhiệm, kèm với đường cong mạ chrome Trong đó, hai điểm nhấn than xe đường gân dập phía đầu đi, viền cửa trang trí với nẹp chrome tang thêm vẻ sang trọng Mazda 2019 trang trí mâm đúc hợp kim 19-inch lốp 225/45 Premium 17-inch lốp 225/55 2.0 thường Phía sau, cụm đèn hậu LED tái thiết kế với phần đồ họa bên đẹp Cụm ống xả chuyển từ dạng trịn sang hình bình hành, bố trí dối xứng hai bên ốp gầm màu bạc Nhìn chung, Mazda có phong cách thiết kế trẻ trung đại không theo kiểu “đứng tuổi” Camry Tuy nhiên, Camry có phần định hướng khách hàng trọng tâm phần khúc sedan hạng D lựa chọn doanh nhân người trẻ tuổi Động cơ: Mazda cung cấp động Xăng Máy xăng có dung tích động 2488cc(2.5L) Xe trang bị hộp số tự động Tùy thuộc vào phiên động trang bị Mazda mức sử dụng nhiên liệu khoảng 9.05 lít cho 100km Mazda xe Sedan chỗ có chiều dài 4.895mm, chiều rộng 2.090mm chiều dài sở 2.830mm Mazda sử dụng động xi-lanh thẳng hàng, dẫn động cầu sau Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Đặt vấn đề: Ngày với phát triển khơng ngừng lĩnh vực khí có tơ đưa đến hồn thiện ô tô phương diện động cơ, tính tiết kiệm nhiên liệu ,… yếu tố hệ thống phân phối khí định ta tiềm hiểu phần báo cáo nhóm Đối tượng nghiên cứu, phạm vi tìm hiểu, mục đích, mục tiêu: Với đề tài “ Tìm hiểu hệ thống phân phối khí đại xe ô tô MAZDA 6” nhằm sử dụng kiến thức chuyên nghành học, góp phần vào việc sử dụng sửa chữa xe có hiệu xe tơ Nắm rõ cấu tạo sửa chữa hệ thống phân phối khí đại dung động đốt tơ Phương pháp: Thu thập tìm tài liệu viết hệ thống phân phối khí nói chung xe MAZDA nói riêng Sau xếp tài liệu cách theo trình tự kiến thức khoa học, logic, vấn đề có sở chất định Rồi đọc nghiên cứu, phân tích, hệ thống hóa lại kiến thức tạo lý thuyết đầy đủ sâ sắc dễ hiểu Chương TỔNG QUAN VỀ CẤU TẠO CHI TIẾT CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ TRÊN Ơ TƠ HIỆN NAY Công suất động đốt phụ thuộc nhiều vào làm việc nhóm cấu, hệ thống hệ thống nhiên liệu, hệ thống làm mát, hệ thống bơi trơn, nhóm piston - truyền Trong hệ thống phân phối khí hệ thống ảnh hưởng trực tiếp đến cơng suất động hiệu sử dụng nhiên liệu định đến vấn đề ô nhiễm mơi trường Hệ thống phân phối khí thực q trình thay đổi mơi chất cơng tác buồng cháy động cơ, giúp nạp đầy hỗn hợp khơng khí vào xilanh động xả khí cháy khỏi xilanh để động làm việc liên tục, hiệu Hệ thống phân phối khí làm việc điều kiện chịu tải trọng học cao, chịu nhiệt độ cao từ buồng cháy, chịu mài mòn tải trọng va đập lớn Từ điều kiện làm việc địi hỏi hệ thống phân phối khí phải đáp ứng yêu cầu khắc khe hệ thống phân phối khí phải nạp đầy mơi chất xả sản phẩm cháy, đóng mở xupap quy luật thời gian quy định, độ mở lớn để dịng khí dễ dàng lưu thơng Ngồi cịn phải đóng kín làm việc, xupap xả khơng tự mở q trình nạp Đóng xupap phải kín nhằm đảm bảo áp suất nén, q trình cháy khơng bị lọt khí Các chi tiết hệ thống phân phối khí phải mịn, tiếng ồn nhỏ làm việc, dễ dàng điều chỉnh, sửa chữa giá thành chế tạo thấp Hệ thống phân phối khí động đốt có nhiều kiểu, tùy thuộc vào mục đích sử dụng cách bố trí, thuận tiện sửa chữa mà chia ra: Hệ thống phân phối khí dùng xupap: Là loại hệ thống sử dụng rộng rãi động kỳ có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ điều chỉnh, làm việc xác hiệu suất cao Hệ thống phân phối khí dùng xupap lại chia ra: 1.1 Hệ thống phân phối khí dùng xupap đặt: Xupap lắp bên thân máy trục cam trục cam dẫn động xupap thông qua đội Xupap nạp xupap xả xilanh bố trí theo nhiều kiểu khác Bố trí xen kẽ bố trí theo cặp Khi bố trí cặp xupap tên, xupap nạp dùng chung đường nạp nên làm cho đường nạp trở thành đơn giản Ưu điểm phương án chiều cao động giảm xuống, kết cấu nắp xilanh đơn giản, dẫn động xupap dễ dàng Tuy có khuyết điểm buồng cháy khơng gọn, có dung tích lớn Một khuyết điểm đường nạp, xả phải bố trí thân máy phức tạp cho việc đúc gia cơng thân máy, đường xả, nạp khó thốt, tổn thất nạp xả lớn Hình 3.1.1 Hệ thống phân phối khí dùng xupap đặt - Đế xupap; - Xupap; - Ống dẫn hướng xupap; - Lò xo; - Móng hãm; - Bulơng điều chỉnh; - Đai ốc hãm; - Con đội; – Cam; 1.2 Hệ thống phân phối khí dùng xupap treo: Xupap đặt nắp máy trục cam dẫn động thơng qua đội, đũa đẩy, địn bẩy trục cam dẫn động trực tiếp xupap Khi dùng xupap treo có ưu điểm: tạo buồng cháy gọn, diện tích mặt truyền nhiệt nhỏ giảm tổn thất nhiệt Đường nạp, xả bố trí nắp xilanh nên có điều kiện thiết kế để dịng khí lưu thơng hơn, đồng thời bố trí xupap hợp lý nên tăng tiết diện lưu thơng dịng khí Tuy hệ thống phân phối khí dùng xupap treo tồn số khuyết điểm dẫn động xupap phức tạp làm tăng chiều cao động cơ, kết cấu nắp xilanh phức tạp, khó đúc gia công Để dẫn động xupap, trục cam bố trí nắp xilanh để dẫn động trực tiếp dẫn động qua đòn bẫy Trường hợp trục cam bố trí hộp trục khuỷu thân máy, xupap dẫn động gián tiếp qua đội, đũa đẩy, địn bẫy Hình 3.1.2 Hệ thống phân phối khí dùng xupap treo - Xupap; - Nắp; - Đũa đẩy; - Con đội Khi bố trí xupap treo thành hai dãy dẫn động xupap phức tạp Có thể sử dụng phương án dẫn động xupap dùng trục cam dẫn động gián tiếp qua địn bẩy dùng hai trục cam dẫn động trực tiếp Xét ưu khuyết điểm hai phương án bố trí hệ thống phân phối khí dùng xupap đặt hệ thống phân phối khí dùng xupap treo thấy động diezel dùng xupap treo tạo cao động xăng dùng xupap treo hay xupap đặt ngày thường dùng hệ thống phân phối khí kiểu xupap treo Động sử dụng hệ thống phân phối khí kiểu xupap treo có hiệu suất nhiệt cao Dùng hệ thống phân phối khí kiểu treo làm cho kết cấu dẫn động phức tạp đạt hiệu phân phối khí tốt Hệ thống phân phối khí xupap treo chiếm ưu tuyệt đối động kỳ Hệ thống phân phối khí dùng van trượt: Là loại hệ thống có nhiều ưu điểm tiết diện lưu thơng lớn, dễ làm mát tiếng ồn Hệ thống phân phối khí dùng piston đóng mở cửa nạp cửa xả: Là loại hệ thống phân phối khí động hai kỳ quét vòng quét thẳng Loại có kết cấu đơn giản, khơng phải điều chỉnh chất lượng q trình trao đổi khí khơng cao Hệ thống phân phân phối khí hỗn hợp dùng cửa nạp xupap xả: dùng động hai kỳ quét thẳng Hệ thống phân phối khí cho động kỳ động kỳ: Trong động hai kỳ, q trình nạp đầy mơi chất vào xilanh động chiếm khoảng 1200 đến 1500 góc quay trục khuỷu Q trình xả động hai kỳ chủ yếu dùng khơng khí qt có áp suất lớn áp suất khí trời để đẩy sản vật cháy ngồi Ở q trình xảy hịa trộn khơng khí qt với sản vật cháy, đồng thời có khu vực chết xilanh khơng có khí qt tới Chất lượng trình xả sản vật cháy nạp đầy môi chất động hai kỳ chủ yếu phụ thuộc vào đặc điểm hệ thống qt xả Hiện động kỳ khơng sử dụng phổ biến, chủ yếu sử dụng động kỳ Hiện động hai kỳ thường sử dụng hệ thống quét xả sau: 5.1 Hệ thống quét vòng đặt ngang theo hướng song song: đơn giản, điều chỉnh chất lượng q trình trao đổi khí khơng cao Hình 3.1 Cơ cấu dùng hộp cacte để quét khí 1-pitong; 2-Thanh truyền; 3- Trục Khuỷu Đặc điểm: dùng cacte làm máy nén khí để tạo khơng khí qt Cửa quét thường đặt xiên lên đỉnh piston có kết cấu đặc biệt để dẫn hướng cỡ nhỏ 5.2 Hệ thống quét vòng đặt ngang theo hướng lệch tâm.: Thường dùng động hai kỳ có cơng suất lớn Đặc điểm: Cửa quét đặt theo hướng lệch tâm, xiên lên hợp với đường tâm xilanh góc 300 , dịng khơng khí qt vào xilanh theo hướng lên tới nắp xilanh vòng xuống cửa xả Đây hệ thống quét xả hồn hảo nhất, cho tiêu cơng tác động áp suất khơng khí qt lớn 5.3 Hệ thống quét vòng đặt ngang phức tạp: Đặc điểm: có hai hàng cửa quét, hàng đặt cao cửa xả, bên có bố trí van chiều để sau đóng kín cửa xả nạp thêm môi chất công tác vào hàng lỗ phía Áp suất khí quét lớn kết cấu có nhiều van tự động nên phức tạp Chiều cao cửa khí lớn làm tăng tổn thất hành trình piston, giảm tiêu cơng tác động 5.4 Hệ thống quét vòng đặt bên: Chỉ sử dụng cho động hai kỳ tĩnh tại, động tàu thủy cỡ nhỏ có tốc độ trung bình Đặc điểm: cửa khí đặt bên thành xilanh theo hướng lệch tâm cửa quét nghiêng xuống góc 150 Trong hệ thống có van xoay để đóng cửa xả sau kết thúc quét khí nhằm giảm tổn thất khí quét 5.5 Hệ thống quét thẳng qua xupap xả: Đặc điểm: cửa quét đặt xung quanh xilanh theo hướng tiếp tuyến Xupap xả đặt nắp xilanh Dịng khí qt theo chiều từ lên nắp xilanh theo xupap xả ngồi nên dịng khơng khí qt bị hòa trộn với sản vật cháy khí xả đẩy ngồi tương đối sạch, hệ số khí sót nhỏ áp suất dịng khí nạp lớn Để lựa chọn góc phối khí tốt làm cho q trình nạp hồn thiện Cửa qt đặt theo hướng tiếp tuyến nên dịng khơng khí qt vào xilanh tạo thành vận động xoáy q trình hình thành hỗn hợp khí q trình cháy xảy tốt hơn, đồng thời làm tăng tiết diện lưu thông nên giảm sức cản q trình qt khí Hình 1.2 Cơ cấu qt thẳng qua xupap xả 1- Cam; 2- Xuppap; 3- Pittong; 4- Bơm quét khí Trên động kỳ việc xả khí xả nạp đầy mơi chất thực cấu cam - xupap, cấu sử dụng đa dạng Tùy theo cách bố trí xupap trục cam, người ta chia hệ thống phân phối khí động bốn kỳ thành nhiều loại khác hệ thống phân phối khí dùng xupap treo, hệ thống phân phối khí dùng xupap đặt Các phương pháp dẫn động trục cam Hình 3.6.1 Các phương pháp dẫn động trục cam a,c – Dẫn động trục cam dùng bánh côn b – Dẫn động trục cam dùng bánh trung gian d,e – Dẫn động trục cam dùng xích Chương KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ S - VT TRONG ĐỘNG CƠ SKYACTIV - G2.0 Giới thiệu động Skyactiv - G2.0 Động Skyactiv - G2.0 động xăng đốt cháy cưỡng hãng Mazda sản xuất, lắp dòng xe Mazda 3, Mazda 6, Mazda CX - Trong giới dần chuyển sang động điện cơng nghệ Skyactiv Mazda động xăng lại theo hướng phát huy tối đa tiềm động đốt trước chuyển sang thời kì động điện Phần lớn nhà sản xuất ô tô khác tập trung nghiên cứu phát triển xe Hybrid xe điện, Mazda tập trung vào việc phát triển công nghệ đặc biệt nhằm phát huy tiềm kỷ nguyên động đốt Hình 4.1.1 Động Skyactiv - G2.0 Động Skyactiv - G2.0 có tỉ số nén cao 14:1, tỉ số nén đáng mơ ước động đốt cháy cưỡng khắc phục tượng hịa khí tự cháy trước bugi đánh lửa Đồng thời kết hợp với hệ thống phun xăng trực tiếp đa điểm, xăng xé tơi thành sương dễ hịa trộn với khơng khí, dẫn đến q trình cháy kiệt nâng cao hiệu suất đốt cháy nhiên liệu Ngồi cịn kết hợp dùng hệ thống xả - - để giảm áp suất xả xilanh trước lên xilanh thực trình xả Sử dụng piston đỉnh lõm để ép hịa khí vào gần tia lửa điện bugi làm tăng 15% hiệu sử dụng nhiên liệu Đồng thời hệ thống làm mát có bơm cải tiến làm từ plastic, giảm lực cản mạch dẫn nước làm mát Sử dụng sên cam có độ cứng cao, giảm sức căng lên sên cam Xupap sử dụng bạc đạn bi kim cị mổ, hành trình piston dài Hệ thống bôi trơn điều khiển áp lực dầu hồi hai cấp độ, giảm lực cản mạch dầu, giảm áp đầu vào thiết bị tính cải tiến đáng kể động Skyactiv - G2.0 Nguyên lý làm việc căng xích tự động: động bắt đầu hoạt động, xích dẫn động làm việc căng theo Trong trình hoạt động lâu dài mắt xích bị mịn làm cho độ chùng xích tăng lên vượt giới hạn cho phép Khi xích chùng đến giới hạn dầu có áp suất cao đưa vào qua van bi Dưới áp lực dầu, piston bị ép phía bên trái đẩy dẫn hướng xích theo xích căng Trên piston có khía rãnh, khía rãnh ăn khớp với rãnh chốt hãm Nhờ piston giữ lại vị trí có độ chùng cho phép áp lực dầu khơng cịn tác dụng Muốn cho piston trở lại vị trí ban đầu ta nới lỏng chốt hãm cho piston trượt rãnh chốt hãm nhờ vào lực lò xo 2.3.2 Sơ đồ bố trí xupap nguyên lý làm việc hệ thống phân phối khí Hệ thống phân phối khí động Skyactiv - G2.0 dùng xupap treo Với kiểu bố trí làm cho buồng cháy động gọn, diện tích mặt truyền nhiệt nhỏ nên giảm tổn thất nhiệt Ngoài với trang bị cảm biến ion nhằm phát ngăn chặn cháy sớm, cháy kích nổ từ cải thiện độ ổn định hiệu làm việc động Hệ thống phân phối khí dùng xupap treo làm cho đường xả đường nạp thoát đường ống nạp ống xả bố trí hai phía động cơ, làm cho sức cản khí động học giảm Mỗi xilanh động bố trí xupap làm tăng diện tích tiết diện lưu thơng giảm đường kính nấm xupap, từ xupap khơng bị q nóng tăng sức bền Ngun lý làm việc hệ thống phân phối khí chia làm hai trình trình vấu cam tác động lên cò mổ để mở xupap q trình lị xo giãn đóng kín xuppap Q trình vấu cam tác động lên cị mổ để mở xupap: động làm việc dẫn đến trục khuỷu quay theo, thơng qua dẫn động xích làm cho bánh xích cam lắp đầu trục cam quay theo nên làm cho trục cam đóng mở xupap quay Vấu cam tiếp xúc với cị mổ đầu cò mổ tác dụng nén lên piston đẩy, lúc van bi chiều đóng, dầu buồng áp suất giữ kín nên đội cố định làm điểm tựa để cò mổ nén lò xo lại đồng thời xupap dịch chuyển xuống mở cửa nạp để nạp môi chất vào buồng đốt động Qúa trình mở xupap xả để thực trình xả khí cháy ngồi mơi trường tương tự mở xupap nạp Q trình lị xo giãn đóng kín xupap: trục cam quay dẫn tới vấu cam di chuyển khí đỉnh vấu cam nhả dần cò mổ làm cò mổ lên, lúc piston đội thủy lực lên theo nên van bi mở để dầu điền vào buồng áp suất, đẩy xupap tịnh tiến ban đầu nhờ lực đàn hồi lị xo xupap thực q trình đóng kín xupap 2.3.3 Kết cấu xupap Xupap chi tiết trực tiếp cho dịng khí nạp vào buồng đốt xả khí cháy ngồi với thời gian ngắn chu kì làm việc piston Trong trình làm việc xupap chịu tải trọng học tải trọng nhiệt lớn Về tải trọng học: nấm xupap chịu áp suất khí thể chịu tác động lực qn tính nên làm việc ln bị va đập với đế xupap nên dễ gây biến dạng Về tải trọng nhiệt: xupap xả làm việc trực tiếp với khí xả có nhiệt độ khoảng 1000 1200 0C với tốc độ dịng khí qua xupap lớn, xupap xả thường nóng bị xâm thực Xupap nạp nhờ dịng khí nạp làm mát nên chịu nhiệt nhỏ xupap xả Vật liệu chế tạo xupap thép hợp kim chịu nhiệt tốt, với lớp hợp kim làm cho xupap mịn chống gỉ mặt nấm xupap xả Kết cấu xupap gồm phần chính: nấm xupap, thân xupap đuôi xupap Hinh 4.2.4 Kết cấu xupap nạp xupap xả Nấm xupap: Kết cấu nấm xupap có ảnh hưởng định đến phương pháp chế tạo xupap, bề mặt chịu nhiệt, độ bền, trọng lượng tình trạng dịng khí lưu động qua họng đế xupap Nấm xupap nạp xupap xả động Skyactiv - G2.0 sử dụng loại nấm loại đơn giản, dễ chế tạo Thân xupap: Có đường kính thích hợp để dẫn hướng, tản nhiệt tốt chịu lực nghiêng xupap đóng mở Để giảm nhiệt độ cho xupap người ta có xu hướng tăng đường kính thân xupap kéo dài ống dẫn hướng đến gần nấm xupap Nhưng phải đảm bảo tiết diện lưu thông gọn nhẹ nên thân xupap làm q lớn Vì hệ thống phân phối khí động khảo sát, xupap dẫn động gián tiếp từ cam xupap chịu lực ngang lớn nên đường kính thân xupap lớn Thân xupap nạp xả có dạng hình trụ dài, chỗ chuyển tiếp thân nấm có góc lượn Đường kính thân xupap nạp: dtn = 5,5 (mm) Đường kính thân xupap xả: d tx = 5,5 (mm) Chiều dài thân xupap tùy thuộc vào cách bố trí xupap, thường thay đổi phạm vi lớn Chiều dài thân xupap cần lựa chọn đủ để lắp ống dẫn hướng lò xo xupap Chiều dài thân xupap nạp: ltn = 80 (mm) Chiều dài thân xupap xả: l tx = 80 (mm) Đuôi xupap: Đuôi xupap phải có kết cấu để lắp đĩa lị xo xupap Phần xupap trực tiếp va đập với cị mổ mặt phần phải tơi cứng Ở phần xupap có đoạn kht rãnh để lắp móng hãm Đế chặn lị xo phía lắp với xupap hai móng hãm hình lắp vào đoạn có đường kính nhỏ Mặt phía ngồi móng hãm ăn khớp với mặt lỗ đĩa lị xo Móng hãm chế tạo dạng hình Rãnh phần có chiều dài l = (mm) Kiểu lắp dùng móng hãm có ưu điểm lớn không gây nên ứng suất tập trung xupap Tuy việc gia cơng móng hãm khó khăn 2.3.4 Kết cấu đế xupap Trong hệ thống phân phối khí động khảo sát dùng xupap treo nên đường xả đường nạp bố trí nắp xilanh Để giảm hao mịn cho thân máy nắp xilanh chịu lực va đập xupap, người ta dùng đế xupap ép vào họng đường xả đường nạp Vì thân máy nắp xilanh chế tạo hợp kim nhôm nên đế xupap ép cho đường nạp đường xả 2.3.5 Kết cấu ống dẫn hướng xupap Để dễ sửa chữa tránh hao mịn chỗ lắp xupap ống dẫn hướng xupap làm nhiệm vụ dẫn hướng thân xupap Để đảm bảo độ xác thẳng hàng mặt xupap bệ đỡ, lỗ dẫn hướng phải trùng tâm với đế xupap Để dẫn hướng xupap để dễ gia cơng sửa chữa, thay dùng vật liệu tốt nhằm tăng tuổi thọ, ống dẫn hướng chế tạo rời lắp vào nắp xilanh Xupap lắp vào ống dẫn hướng theo chế độ lắp lỏng, khe hở ống dẫn hướng thân xupap phụ thuộc vào đường kính thân xupap Một đầu ống dẫn hướng vát côn để việc lắp ghép dễ dàng Khe hở thân xupap nạp ống dẫn hướng 0,025 0,060 (mm) Khe hở thân xupap xả ống dẫn hướng 0,03 0,065 (mm) Để bôi trơn ống dẫn hướng thân xupap dùng phương pháp hứng dầu từ phía trục cam Tuy nhiên khơng cần bơi trơn nhiều dầu vào buồng cháy dọc theo đường thân xupap xuống nấm gây tượng kết muội than 2.3.6 Lị xo xupap Lị xo xupap dùng để đóng kín xupap đế xupap đảm bảo xupap chuyển động theo quy luật cam phân phối khí, đảm bảo q trình đóng mở xupap khơng có tượng va đập Lò xo xupap chịu tải trọng thay đổi theo chu kỳ chịu dao động Kết cấu lị xo xupap có dạng hình trụ, bước xoắn lị xo có đường kính nhỏ so với vòng lại lò xo Lò xo có tổng cộng vịng, số vịng cơng tác (khơng kể vịng đầu lị xo) Nếu số vịng cơng tác lị xo vịng lị xo biến dạng nhiều lò xo chịu ứng suất xoắn lớn Ngược lại, số vịng cơng tác nhiều q, lị xo q dài độ cứng lị xo giảm, tần số dao động tự thấp dễ bị cộng hưởng, sinh va đập Bước xoắn lò xo quấn giống tồn chiều dài lị xo Hình 4.2.5 Kết cấu lị xo xuppap nạp xả Lò xo xupap làm việc điều kiện tải trọng động thay đổi đột ngột Vì vật liệu chế tạo lị xo thường dùng dây thép có đường kính mm Chiều dài lớn lị xo xupap nạp l = 47,17 (mm) Đường kính lớn lò xo xupap nạp d max = 20,8 (mm) Đường kính nhỏ lị xo xupap nạp dmin = 16,8 (mm) Chiều dài lớn lò xo xupap xả l = 50,07 (mm) Đường kính lớn lò xo xupap xả d max = 22,2 (mm) Đường kính nhỏ lị xo xupap xả dmin = 17,8 (mm) 2.3.7 Kết cấu trục cam Trục cam dùng để dẫn động xupap đóng mở theo quy luật, động khảo sát gồm trục cam trục cam nạp trục cam xả chế tạo liền trục Trên trục cam thường bao gồm cam nạp, cam xả có cổ trục Ở đầu trục cam có gắn bánh xích dẫn động trục cam, để giảm độ trượt bánh xích dẫn động cam với trục cam người ta lắp thêm vòng đệm ma sát Trục cam chịu hầu hết lực hệ thống phân phối khí lực quán tính đội, lực khí thể bắt đầu xả, chịu mài mịn, Vì địi hỏi trục cam phải có độ cứng vững độ bền tốt Hình dạng vị trí cam phối khí định thứ tự làm việc, góc độ phân phối khí, số kỳ động kích thước xilanh Kích thước cam lớn kích thước trục Hình 4.2.6 Kết cấu trục cam Vật liệu chế tạo trục cam thép có thành phần cacbon thấp Các mặt làm việc cam thấm than cứng để giảm mài mịn Cam chế tạo cần phải có độ đồng tâm cao, sai lệch độ đồng tâm cho phép lớn 0,03 (mm) Chiều dài trục cam nhau: L = 423 (mm) Đường kính cổ trục cam dc = 25 (mm) Số cam nạp: cam Số cam xả: cam Chiều cao cam nạp h n = 41,57 (mm) Chiều cao cam xả h t = 40,37 (mm) Chiều cao vấu cam nạp hn = 7,5 (mm) Chiều cao vấu cam xả hx = 7,2 (mm) Để bôi trơn trục cam, đường tâm trục cam có khoan đường dẫn dầu bơi trơn Trên cổ trục khoang lỗ dầu để dẫn dầu bơi trơn cổ trục cam Vịng đệm ma sát: hệ thống phân phối khí làm việc xảy trượt tương đối bánh xích dẫn động trục cam Điều gây sai lệch pha phân phối khí làm giảm cơng suất động Vì động Skyactiv - G2.0 đầu trục cam nạp xả, bánh xích dẫn động đầu trục cam cịn có lắp vịng đệm ma sát Với vịng ma sát làm nhiệm vụ định vị bánh xích vào trục cam dễ dàng hơn, cản trở trượt tương đối trục cam bánh xích mang lại hiệu cao động làm việc 2.3.8 Kết cấu đội thủy lực Con đội chi tiết máy truyền lực trung gian, kết cấu đội gồm hai phần phần dẫn hướng (thân đội) phần mặt tiếp xúc Hệ thống phân phối khí động khảo sát dùng đội thủy lực, dùng đội thủy lực để tránh tượng có khe hở nhiệt gây tiếng ồn, va đập xe du lịch thường dùng loại đội Khi trục cam quay đến vấu cam tiếp xúc với cị mổ đầu cị mổ tác dụng nén lên piston đẩy, lúc van bi chiều đóng, dầu buồng áp suất giữ kín nên đội cố định làm điểm tựa để cò mổ nén lò xo lại đồng thời xupap dịch chuyển xuống mở cửa nạp để nạp môi chất vào buồng đốt động Qúa trình mở xupap xả để thực q trình xả khí cháy ngồi mơi trường tương tự mở xupap nạp Trong q trình xupap đóng đội xuống, lúc piston đội thủy lực lên theo nên van bi mở để dầu điền vào buồng áp suất, đẩy xupap tịnh tiến ban đầu nhờ lực đàn hồi lị xo xupap thực q trình đóng kín xupap 11 Hình 4.2.7 Kết cấu đội thủy lực Con đội thủy lực tự động thay đổi trị số thời gian tiết diện hệ thống phân phối khí tốc độ động tăng lên khả rò rỉ dầu bị giảm nên xupap mở sớm so với chạy tốc độ thấp, điều có lợi với trình nạp động Qúa trình làm việc tốt hay xấu đội thủy lực phụ thuộc vào chất lượng dầu nhờn Vì động sử dụng đội thủy lực dầu nhờn động phải độ nhớt phải ổn định, thay đổi 2.3.9 Cị mổ Cị mổ chi tiết truyền lực trung gian đầu tiếp xúc với đội thủy lực, đầu tiếp xúc với xupap Khi vấu cam tiếp xúc với cò mổ đầu đội thủy lực đẩy lên, đầu lại cò mổ nén lò xo xupap xuống mở xupap Do xupap mở theo pha phân phối khí Cị mổ động Skyactiv G2.0 sử dụng bạc đạn bi kim có độ bền khả làm việc tốt Chiều dài cánh tay đòn cò mổ khác nhau, làm để giảm hành trình đội nên giảm gia tốc lực quán tính hệ thống phân phối khí 92 Hình 4.2.8 Kết cấu cị mổ 2.4 Hệ thống thay đổi góc phân phối khí: 2.4.1 Ảnh hưởng pha phân phối đến trình hoạt động động Thời gian bắt đầu mở xupap nạp cần chọn cho áp suất xilanh hạ xuống thấp áp suất môi chất đường nạp, tiết diện lưu thơng xupap nạp đủ lớn để mơi chất vào Do thường phải mở sớm xupap nạp trước piston tới ĐCT Xupap nạp thường đóng muộn, sau piston vượt qua ĐCD nhằm nạp thêm mơi chất ĐCD tiết diện lưu thơng qua xupap cịn mở lớn, áp suất Pa xilanh thấp áp suất Pk Qn tính mơi chất từ đường nạp vào xilanh cịn, kéo dài trình nạp thêm giai đoạn sau ĐCD áp suất xilanh trở nên lớn Pk Xupap xả bắt đầu mở sớm trước piston tới ĐCD nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho trình xả, cách cho sản vật cháy tự thoát nhờ chênh áp xilanh đường xả Với mục đích làm giảm tải trọng động cho xupap cần phải cho xupap mở đóng đường thơng cách từ từ Chính việc mở sớm xupap xả nhằm tạo giá trị thời gian - tiết diện đủ để áp suất xilanh giảm đến mức yêu cầu piston bắt đầu ngược từ ĐCD lên ĐCT Khi mở sớm xupap xả vào thời điểm hợp lý làm giảm công tiêu hao cho việc đẩy khí xả Nhưng mở xupap xả sớm làm giảm công giãn nở đồ thị cơng, qua làm giảm cơng suất động cơ, tốc độ động cao thời điểm mở xupap xả phải sớm 2.4.2 Cơ sở lý thuyết hệ thống thay đổi góc phối khí Theo nguyên lý động người ta muốn giá trị thực tế hệ số nạp hệ số khí sót tính theo pha phân phối đựợc gần với giá trị theo lý thuyết Mặt khác xupap đóng mở cửa nạp xả lúc theo tốc độ khác cải thiện sản vật cháy sinh gây nhiễm môi trường Vậy động làm việc tốt nhất, hiệu chế độ làm việc phải cần có pha phân phối tương ứng hay nói cách khác góc đóng mở xupap phải thay đổi theo phù hợp với tốc độ động Cùng với phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ công nghệ điều khiển tự động Hơn hết điều khiển tự động thủy lực điều khiển điện tử Điều khiển thủy lực điều khiển điện tử làm việc có hiệu cao, độ nhạy lớn, phù hợp với việc điều khiển cấu mang tính xác cao Nhiều nhà sản xuất, chế tạo động giới áp dụng công nghệ vào việc điều khiển cấu, hệ thống động Đi đầu nhà sản xuất động Mazda với chuỗi công nghệ Skyactiv áp dụng động cơ, hộp số thân xe Việc áp dụng hệ thống xoay trục cam nạp trục cam xả vào việc điều khiển hệ thống phân phối khí động Skyactiv- G2.0 Với hệ thống tự động điều khiển xoay trục cam nạp cam xả góc định để thay đổi góc phân phối khí phù hợp với chế độ làm việc động 2.4.3 Pha phân phối khí động Skyactiv - G2.0: Hình 4.2.9 Pha phân phối khí động Skyactiv - G2.0 Trong trình nạp phải nạp đầy khí nạp, đảm bảo cho đường thơng qua xupap nạp mở rộng dần piston xuống kỳ một, xupap nạp mở sớm chút trước piston đến ĐCT ứng với góc 42 đóng muộn xupap nạp ứng với góc 360 Trong động để xả sản vật cháy khỏi xilanh xupap xả khơng đóng vị trí ĐCT mà đóng muộn chút ứng với góc mở sớm xupap xả trước piston tới ĐCD ứng với góc 540 Như vào cuối kỳ bốn đầu kỳ xupap nạp xả mở Giai đoạn mở xupap nạp xả gọi thời kỳ trùng điệp xupap Thời kỳ có tác dụng tốt đến việc xả khí xả nạp đầy môi chất vào xilanh động nhờ tác dụng hút dịng khí xả đường ống xả Giai đoạn tính từ lúc mở đến lúc đóng xupap tính góc quay trục khuỷu gọi pha phân phối khí Ảnh hưởng pha phân phối khí đến q trình nạp xả động bốn kỳ thể qua hệ số nạp thêm 1 hệ số quét buồng cháy 2 Các hệ số làm cho giá trị hệ số khí nạp v hệ số khí sót r tính theo pha phân phối khí lý thuyết sát với giá trị thực động thực tế Hiện chưa có phương pháp giải tích chặt chẽ để xác định 1 2 theo thời điểm mở đóng xupap nạp xupap xả, 1 2 chọn dựa vào số liệu thực nghiệm Vì cần phải tìm hiểu kỹ pha phân phối khí động chế tạo ảnh hưởng chúng đến diễn biến trình nạp xả động 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Dương Việt Dũng - Giáo trình kết cấu động đốt [2] GS.TS Nguyễn Tất Tiến - Nguyên lý động đốt - NXB Giáo Dục [3] TS Trần Thanh Hải Tùng - Tính toán thiết kế động đốt [4] Cataloge sữa chữa động Skyactiv - G2.0 [5] Cataloge xe Mazda [6] Mustafa L Al-Sadoon ( 2015) - Increasing engine output and fuel efficiency by using Mazda SKYACTIV Technology [7] https://autodaily.vn/2012/10/tim-hieu-cong-nghe-vtec-cua-honda-phan-1 [8] https://www.danhgiaxe.com/nhung-bi-quyet-cong-nghe-doc-dao-cuamazda- skyactiv-4030 [9] http://greencar.vn/kien-thuc-co-ban-chung/ocv-la-gi-cau-tao-cac-loi-thuong-gapva-cach-khac-phuc/ [10] Giáo trình động đốt Trường ĐH SPKT TP HCM Người biên soạn: GVC Võ Văn Nhuận, ThS Nguyễn Văn Trạng [11] Sách Động đốt Hutech Người biên soạn ThS Nguyễn Văn Bản 32 ... ta chia hệ thống phân phối khí động bốn kỳ thành nhiều loại khác hệ thống phân phối khí dùng xupap treo, hệ thống phân phối khí dùng xupap đặt Các phương pháp dẫn động trục cam Hình 3 .6. 1 Các... khí tốt Hệ thống phân phối khí xupap treo chiếm ưu tuyệt đối động kỳ Hệ thống phân phối khí dùng van trượt: Là loại hệ thống có nhiều ưu điểm tiết diện lưu thơng lớn, dễ làm mát tiếng ồn Hệ thống. .. thuộc nhiều vào làm việc nhóm cấu, hệ thống hệ thống nhiên liệu, hệ thống làm mát, hệ thống bơi trơn, nhóm piston - truyền Trong hệ thống phân phối khí hệ thống ảnh hưởng trực tiếp đến cơng