Phần 1 của giáo trình Động cơ đốt trong F1 cung cấp cho học viên những nội dung về: khái quát động cơ đốt trong; cơ cấu trục khuỷu thanh truyền; cơ cấu phối khí; khe hở nhiệt của xupáp - phương pháp điều chỉnh;... Mời các bạn cùng tham khảo!
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH TS Lê Quý Chiến ThS Nguyễn Bá Thiện GIÁO TRÌNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG F1 DÙNG CHO TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC QUẢNG NINH - 2021 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH TS Lê Quý Chiến ThS Nguyễn Bá Thiện GIÁO TRÌNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG F1 DÙNG CHO TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC QUẢNG NINH - 2021 LỜI NÓI ĐẦU Động đốt trang bị cho người học kiến thức sâu sắc mặt kết cấu, nguyên lý làm việc độ bền máy áp dụng cho cấu động Trên sở khai thác sử dụng tơ cách có hiệu hợp lý nhất, đánh giá nguyên nhân mức độ hư hỏng máy, cụm tổng thành ô tô Mặt khác họ vận dụng vốn kiến thức để phân tích, tìm hiểu phương án kết cấu xuất mẫu xe Để đáp ứng kịp thời yêu cầu nhiệm vụ đào tạo, Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh tổ chức biên soạn giáo trình Động đốt Cuốn sách dùng làm tài liệu giảng dạy học tập cho sinh viên chun ngành Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tô nhà trường làm tài liệu tham khảo cho người làm công tác kĩ thuật ngành ô tô, kỹ thuật viên thiết kế Trong trình biên soạn nhóm tác giả cố gắng để sách đảm bảo tính khoa học, đại gắn liền với thực tế phát triển ngành công nghiệp sản xuất ô tô Nhưng khả có hạn hạn chế thời gian điều kiện khách quan khác, giáo trình chắn khơng tránh khỏi khiếm khuyết Chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp bạn đọc đồng nghiệp để lần tái sau hồn chỉnh Trường Đại học Cơng nghiệp Quảng Ninh Tháng 05 năm 2021 Các tác giả Chương KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 Động đốt loại động nhiệt Động nhiệt loại máy biến đổi nhiệt nhiên liệu thành Có thể phân q trình cơng tác động nhiệt thành hai trình sau: Đốt cháy nhiên liệu, giải phóng hố thành nhiệt gia nhiệt cho môi chất công tác Trong giai đoạn xảy tượng lý hoá phức tạp Biến đổi trạng thái mơi chất cơng tác, hay nói cách khác, mơi chất cơng tác thực chu trình nhiệt động để biến đổi phần nhiệt thành Trên sở phân loại động nhiệt thành hai loại động đốt động đốt Ở động đốt ngồi, ví dụ máy nước cổ điển tàu hoả, hai giai đoạn xảy hai nơi khác Giai đoạn thứ xảy buồng đốt nồi xúp-de, kết nước có áp suất nhiệt độ cao Cịn giai đoạn thứ hai trình giãn nở nước buồng công tác sinh công làm quay bánh xe Còn động đốt trong, hai giai đoạn diễn vị trí, bên buồng công tác động 1.2 So sánh động đốt với động nhiệt khác 1.2.1 Ưu điểm Hiệu suất có ích e lớn nhất, đạt tới 50% Trong đó, máy nước cổ điển kiểu piston đạt khoảng 16%, tuốc bin nước từ 22 đến 28%, cịn tuốc bin khí tới 30% Lý chủ yếu chu trình Các-nơ tương đương động đốt có chênh lệch nhiệt độ trung bình nguồn nóng nguồn lạnh lớn (Theo định luật Các-nô hiệu suất nhiệt t T2 , T1 T1 nhiệt độ nguồn nóng T2 nhiệt độ nguồn lạnh) Cụ thể động đốt trong, nhiệt độ trình cháy cao đến 1800 đến 2700 K, nhiệt độ cuối trình giãn nở nhỏ, vào khoảng 900 đến 1500 K Kích thước trọng lượng nhỏ, công suất riêng lớn Nguyên nhân q trình cháy diễn xy lanh động nên không cần thiết bị cồng kềnh lò đốt, nồi sử dụng nhiên liệu có nhiệt trị cao (ví dụ xăng, nhiên liệu diesel so với than, củi, khí đốt dùng động đốt ngồi) Do đó, động đốt thích hợp cho phương tiện vận tải Bán kính hoạt động phương tiện lớn Khởi động, vận hành chăm sóc động thuận tiện, dễ dàng 1.2.2 Nhược điểm - Khả tải kém, cụ thể không 10% - Tại chế độ tốc độ vòng quay nhỏ, mơ men sinh khơng lớn Do đó, động khơng thể khởi động có tải phải có hệ thống khởi động riêng - Cơng suất cực đại khơng lớn Ví dụ, động lớn giới động hãng MAN B&W có cơng suất 68.520 kW (số liệu 1997), tuốc-bin bình thường có cơng suất tới vài chục vạn kW - Cấu tạo phức tạp, giá thành chế tạo cao - Nhiên liệu cần có yêu cầu khắt khe hàm lượng tạp chất thấp, tính chống kích nổ cao, tính tự cháy cao nên giá thành cao Mặt khác, nguồn nhiên liệu dầu mỏ ngày cạn dần Theo dự đoán, trữ lượng dầu mỏ đủ dùng thời gian 50 năm - Ơ nhiễm mơi trường khí thải ồn Tuy nhiên, động đốt máy động lực chủ yếu, đóng vai trị vơ quan trọng lĩnh vực đời sống người giao thông vận tải, xây dựng, khai thác mỏ, nông nghiệp, ngư nghiệp Theo nhà khoa học, vòng nửa kỷ tới chưa có động thay động đốt Động đốt nói chung, động xăng động diesel nói riêng kiểu piston chuyển động tịnh tiến thuộc loại động nhiệt Hoạt động nhờ trình biến đổi hoá sang nhiệt nhiên liệu bị đốt cháy chuyển sang Quá trình thực xylanh động 1.3 Phân loại động đốt Theo nhiên liệu sử dụng: + Động xăng: động dùng nhiên liệu xăng + Động diesel: động dùng nhiên liệu diesel Theo phương pháp tạo hồ khí đốt cháy: + Động tạo hồ khí bên ngồi, loại động mà hỗn hợp nhiên liệu khơng khí tạo thành bên xylanh nhờ phận có cấu tạo đặc biệt (bộ chế hồ khí - carbuarettor) sau đưa vào xylanh đốt cháy tia lửa điện (động xăng dùng chế hồ khí) + Động tạo hồ khí bên trong, loại động mà hỗn hợp nhiên liệu khơng khí tạo thành bên xylanh nhờ phận có cấu tạo đặc biệt (bơm cao áp vòi phun) hỗn hợp tự bốc cháy hỗn hợp bị nén nhiệt độ cao (động diesel) Theo số chu trình cơng tác: + Động bốn kỳ (4 strokes): Chu kỳ làm việc hồn thành sau bốn hành trình piston hai vòng quay trục khuỷu; + Động hai kỳ (2 strokes): Chu kỳ làm việc hoàn thành sau hai hành trình piston vịng quay trục khuỷu Theo trình cấp nhiệt tỷ số nén (): + Động làm việc theo trình cấp nhiệt đẳng tích, loại bao gồm động có tỷ số nén thấp ( = 12), động sử dụng xăng, nhiên liệu cồn khí; + Động làm việc theo q trình cấp nhiệt đẳng áp, loại bao gồm động có tỷ số nén cao ( = 1224), động phun nhiên liệu khơng khí nén tự bốc cháy, động sử dụng bột than + Động làm việc theo trình cấp nhiệt hỗn hợp, loại bao gồm động có tỷ số nén cao ( = 1224), động diesel Theo phương pháp nạp: + Người ta phân loại khí nạp có nén trước nạp hay khơng, tương đương với loại có động tăng áp động không tăng áp Theo tỷ số S/D + Động có hành trình ngắn khi: S/D < + Động có hành trình dài khi: S/D > Theo tốc độ động cơ: Tuỳ theo tốc độ trượt trung bình piston: Cm S n (m/s) 30 (1-1) + Khi Cm = (3 6) m/s gọi động tốc độ thấp; + Khi Cm = (6 9) m/s gọi động tốc độ trung bình; + Khi Cm = (9 13) m/s gọi động tốc độ cao; + Khi Cm > 13 m/s gọi động siêu cao tốc Theo số lượng cách bố trí xylanh: + Số lượng xylanh: động xylanh động nhiều xylanh (động 2, 3, 4, 6, 8, xylanh); + Cách bố trí xylanh: động có xylanh đặt thẳng đứng, đặt nghiêng nằm ngang; Theo số hàng xylanh: động hàng, động chữ V động hình sao; Theo số trục khuỷu: động một, hai ba trục khuỷu, chí có động khơng có trục khuỷu (như động piston quay- Wallkel) Ngồi phân loại động theo công dụng, phương pháp làm mát dung tích làm việc 1.4 Nguyên lý làm việc động đốt (động bốn kỳ) 1.4.1 Những khái niệm định nghĩa 1.4.1.1 Những thông số động Động bao gồm phận sau đây: + Cơ cấu trục khuỷu truyền; + Cơ cấu phối khí; + Hệ thống nhiên liệu; + Hệ thống bơi trơn; + Hệ thống làm mát; + Hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ động cơ; + Hệ thống khởi động Ở động xăng cịn có thêm hệ thống đánh lửa - Những thông số động Những thông số cấu tạo động cơ, hình 1-1 gồm có Điểm chết: điểm chết điểm mà piston đổi chiều chuyển động Điểm chết (ĐCT) điểm xa piston so với đường tâm trục khuỷu Điểm chết (ĐCD) điểm gần piston so với đường tâm trục khuỷu Hành trình piston S (stroke) khoảng cách từ vị trí cao piston (điểm chết ĐCT) đến vị trí thấp của piston (điểm chết ĐCD) piston dịch chuyển S = 2.R; R- bán kính quay trục khuỷu 1.4.1.2 Thể tích làm việc xylanh Vh thể tích xylanh giới hạn khoảng hành trình piston Vh D (1-2) Thể tích làm việc động VH VH Vh i ; (1-3) Trong đó: i - số xylanh động Hình 1-1 Piston điểm chết (ĐCT) điểm chết (ĐCD) Thể tích buồng cháy Vc thể tích phần khơng gian đỉnh piston, xylanh nắp xylanh piston ĐCT Thể tích chứa hồ khí (thể tích tồn bộ) Va tổng thể tích làm việc xylanh Vh thể tích buồng cháyVc Va = V h + V c ; (1-4) Tỷ số nén động tỷ số thể tích chứa hồ khí xylanh Va thể tích buồng cháy Vc Va Vh Vc V V h Vc h Vc Vc Vc 1 Tỷ số nén biểu hồ khí (động xăng) khơng khí (động diesel) bị nén nhỏ lần piston dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT Tỷ số nén có ảnh hưởng lớn đến cơng suất hiệu suất động Tỷ số nén tùy thuộc vào loại động thường có trị số sau Động xăng: = 3,5 11; Động diesel: = 13 22; 1.4.2 Nguyên lý làm việc động bốn kỳ không tăng áp 1.4.2.1 Động xăng bốn kỳ Khi động làm việc hình 1-2, trục khuỷu quay (theo chiều mũi tên) piston nối lề với trục khuỷu qua truyền 10, chuyển động tịnh tiến xylanh Mỗi chu trình làm việc động xăng bốn kỳ bao gồm hành trình là: nạp, nén, cháy- giãn nở, thải, thực lần sinh cơng (trong hành trình cháy- giãn nở) Để piston phải dịch chuyển lên xuống bốn lần tương ứng với hai vòng quay trục khuỷu động (từ 00 đến 7200) a) b) c) Hình 1-2: Các hành trình làm việc động xăng kỳ trục khuỷu, xylanh, piston, ống nạp, chế hồ khí, xupáp nạp, bugi, xupáp thải, ống thải, 10 truyền d) Quá trình diễn piston từ ĐCD lên ĐCT ngược lại gọi kỳ Chu kỳ làm việc động xăng bốn kỳ sau: Hành trình nạp: hành trình (hình 1-2a), trục khuỷu quay, piston dịch chuyển từ ĐCT xuống ĐCD, xupáp nạp mở, xupáp thải đóng, làm cho áp suất xylanh giảm hồ khí chế hồ khí qua ống nạp hút vào xylanh Trên đồ thị cơng, hình 1-3 (đồ thị biểu diễn mối quan hệ áp suất thể tích làm việc xylanh ứng với vị trí khác piston), hành trình nạp thể đường r - a Hình 1-4 Đồ thị phối khí Hình 1-3 Đồ thị cơng động xăng kỳ Trong hành trình nạp, xupáp nạp thường mở sớm trước piston lên điểm chết (biểu thị điểm d1), để piston đến ĐCT (thời điểm bắt đầu nạp) xupáp mở tương đối lớn làm cho tiết diện lưu thông lớn bảo đảm hồ khí vào xylanh nhiều Góc 1 ứng với đoạn d1r gọi góc mở sớm xupáp nạp Đồng thời xupáp nạp đóng muộn chút so với vị trí piston ĐCD (điểm d2) để lợi dụng độ chân không cịn lại xylanh lực qn tính dịng khí nạp, làm tăng thêm lượng hồ khí nạp vào xylanh (giai đoạn nạp thêm) Góc ứng 2 với đoạn ad2 gọi góc đóng muộn xupáp nạp Vì vậy, q trình nạp khơng phải kết thúc ĐCD mà muộn chút, nghĩa sang hành trình nén 10 lị xo có lắp lồng lị xo Trong thực tế có động dùng tới lò xo đồng thời cho xupáp Chiều xoắn khác để lị xo khơng bị kẹt qua trình làm việc Phương pháp có ưu điểm ứng suất lị xo nhỏ Ngồi lị xo bị hỏng, lị xo cịn lại làm việc tránh tình trạng xupáp bơi vào xylanh (đối với cấu phân phối khí xupáp treo) gây hỏng hóc lớn cho động - Ngồi biện pháp người ta cịn dùng biện pháp giảm chấn dùng cốc trượt (hình 3.21a) dùng vành giảm rung (hình 3.21b) Bản chất phương pháp dùng ma sát lò xo vành giảm rung ma sát cốc trượt với lỗ trượt sức cản khơng khí cốc trượt để tiêu hao lượng dao động Dùng cốc trượt cịn có ưu điểm tránh cho xupáp chịu lực ngang lực có xu hướng uốn thân xupáp Hình 3-21 Các biện pháp tránh cộng hưởng lò xo xupáp giảm chấn a Giảm chấn dùng cốc trượt; b Giảm chấn dùng vành giảm rung 3.3.5 Trục cam 3.3.5.1 Công dụng Trục cam làm nhiệm vụ điều khiển phân phối, đóng mở xupáp, đồng thời dẫn động cho bơm dẫn dầu bôi trơn, chia điện bơm xăng 3.3.5.2 Điều kiện làm việc Trong trình làm việc trục cam chịu uốn xoắn Về mặt tải trọng trục cam làm việc nặng Các bề mặt cam tiếp xúc thường dạng trượt nên bị ma sát mài mòn bề mặt Hơn chịu va đập điều kiện bơi trơn khó khăn 3.3.5.3 Vật liệu chế tạo Để chế tạo trục cam người ta sử dụng thép bon thép 30, thép 97 bon trung bình thép 40, 45 thép hợp kim thép 15Cr, 15Mn Các bề mặt làm việc cam cổ trục thấm bon cứng với độ thấm khoảng 0,7 mm đạt độ cứng 52 65 HRC Những bề mặt cịn lại có độ cứng đạt từ 30 40 HRC Hình 3-22 Cấu tạo trục cam Các ổ trục; Các vấu cam; Bánh răng; Bánh lệch tâm 3.3.5.4 Kết cấu trục cam Hình 3-23 Trục cam Đầu trục cam; Cổ trục cam; Cam nạp cam thải; Cam lệch tâm bơm xăng; Cam bánh dẫn động bơm dầu bôi trơn a Cam nạp cam thải Trong động cỡ nhỏ trung bình cam thường làm liền với trục (hình 3.24) Một vài động cỡ lớn có cam rời lắp trục then kẹp chặt đai ốc + Cam tiếp tuyến: Hai mặt phẳng tiếp tuyến hai đường trịn (hình 3-24c) - Ưu điểm: Chế tạo đơn giản, làm việc êm dịu có gia tốc dương bé (gia tốc thay đổi bé) - Nhược điểm: Do trị số gia tốc dương nhỏ, nên trị số thời gian, tiết diện nhỏ Do khả nạp thải 98 Hình 3-24 Các dạng cam thường gặp a,b Cam lồi; c Cam tiếp tuyến; d Cam lõm + Cam lồi cung trịn (hình 3-24 a,b) - Ưu điểm: Có trị số thời gian, tiết diện lớn khả nạp thải tốt cam tiếp tuyến - Nhược điểm: Do gia tốc dương lớn gây va đập làm lực quán tính chuyển động chi tiết lớn nên làm việc không êm dịu b Cổ trục ổ trục Cổ trục ổ trục có dạng hình trịn gia cơng xác, kích thước đường kính trục lớn Trên cổ trục có chứa dầu bôi trơn Nhưng vài kết cấu để lắp trục cam cổ trục cam có đường kính nhỏ dần kể từ đầu đến cuối trục cam Tuy kích thước cổ trục khác nên cổ trục khác khiến cho sửa chữa chế tạo thay trục cam, cổ trục phức tạp c Bánh cam Bánh cam chế tạo gỗ phíp xiên thẳng, số bánh có dạng hình (dẫn động trục vít) Số bánh cam gấp hai lần số bánh Bánh lắp với trục cam thông qua then bán nguyệt bánh thường có dấu nhà chế tạo để thuận tiện lắp ráp d Cơ cấu hạn chế di chuyển dọc trục trục cam phân phối Để giữ cho trục cam không bị dịch chuyển theo chiều dọc trục (khi trục cam, thân máy nắp xylanh giãn nở) khiến cho khe hở ăn khớp bánh cam bánh thay đổi làm ảnh hưởng đến pha phân phối khí, người ta phải dùng ổ chắn dọc trục Thông thường bánh trục cam bánh nghiêng để ăn khớp 99 êm dịu Khi đó, chắn dọc trục phải bố trí sau bánh cam để tránh tượng cong vênh giãn nở nhiệt (hình 3.25) Cổ đỡ trước trục phân phối; Mặt biên; Bạc bánh phân phối; Vòng hãm; Mặt trước khối xylanh; Hình 3-25 Cơ cấu hạn chế di chuyển dọc trục trục cam phân phối Khe hở dọc trục điều chỉnh cách thay đổi chiều dày bạc chặn bánh cổ trục Nói chung, dùng bánh nghiêng nên ln có lực dọc trục phía Để giảm ma sát lực dọc trục sinh ra, bề mặt tỳ bôi trơn dầu dẫn từ lối trục cam 3.3.6 Con đội 3.3.6.1 Công dụng Là chi tiết trung gian truyền chuyển động từ cam đến xupáp từ cam qua đũa đẩy, cị mổ để thực q trình phân phối khí 3.3.6.2 Điều kiện làm việc Cũng trục cam, đội làm việc điều kiện tải trọng bình thường nên dạng hỏng chủ yếu bề mặt làm việc 3.3.6.3 Vật liệu chế tạo Con đội thường làm thép cacbon thép 15, 30 thép hợp kim 15Cr, 20Cr, 12CrNi Bề mặt làm việc đội thấm than cứng 52 65 HRC Một số động có đội làm gang trắng bề mặt làm việc đội làm gang trắng hàn với thân đội thép 3.3.6.4 Kết cấu Con đội thường phân làm hai loại là: Con đội khí đội thuỷ lực - Con đội khí thường: đội hình nấm, đội hình trụ, đội lăn - Con đội hình nấm đội hình trụ: 100 Khi sử dụng loại đội này, dạng cam phân phối khí phải dạng cam lồi Đường kính mặt nấm tiếp xúc với cam phải lớn để tránh tượng kẹt a, b, Hình 3-26 Con đội hình nấm đội hình trụ a Con đội hình nấm; b Con đội hình trụ a Con đội hình nấm (hình 3.26a) Bề mặt làm việc đội hình nấm có kích thước lớn thân (bề mặt phẳng, lồi) tâm đội lệch so với tâm cam Trong trình làm việc tạo mơ men quay, đội thường bị mài mịn b Con đội hình trụ (hình 3.26b) Bề mặt làm việc đội hình trụ mặt phẳng Nên chế tạo đơn giản Nhưng diện tích tiếp xúc bề mặt làm việc đội với vấu cam chuyển động tương đối bề mặt làm việc vấu cam đội nên bị mài mòn lớn c Con đội lăn Để giảm ma sát cam đội, người ta dùng đội lăn (hình 3.29) Do đội tiếp xúc với mặt cam lăn nên ma sát đội với cam ma sát lăn nên ma sát sinh đội cam nhỏ Vì đội lăn dùng cho dạng cam lồi, cam lõm cam tiếp tuyến Nhược điểm loại đội kết cấu phức tạp Con lăn lắp trục ổ phần đội, dùng ổ bi để giảm hao mòn cho chốt lăn Trái với đội hình nấm hình trụ, trình làm việc đội lăn không quay quanh trục để tránh tượng kẹt lăn Vì vậy, đội lăn thường định vị then, rãnh phay ổ trục lắp đội bàn chống quay 101 Hình 3-27: Con đội lăn d Con đội thuỷ lực + Cấu tạo: A B Hình 3-28 Con đội thuỷ lực Piston; Lòng dẫn hướng; Lò xo; Van bi; Thân đội; Đường dầu vào; Lò xo van bi + Nguyên lý làm việc: Khi cam tác động vào đội để mở xupáp đội xuống phía dưới, lỗ dầu bịt kín piston số dầu buồng a b bắt đầu bị nén Lúc ta coi hai buồng dầu khối cứng Con đội tác động vào xupáp đẩy xupáp làm lị xo xupáp nén, lúc van bi đóng ngăn cách buồng a buồng b trình làm việc dầu buồng bị nén, lắp ghép rò rỉ phần dầu qua khe hở piston xylanh Khi cam thơi tác động lị xo xupáp đẩy cho xupáp trở lại trạng thái đóng kín, lị xo giãn đẩy cho phần thân 102 đội lên, phần thân tỳ vào xupáp Khi lỗ dầu khỏi piston lượng dầu từ mạch bôi trơn qua lỗ bổ sung vào buồng a buồng b đội Ưu điểm: Khơng có khe hở nhiệt q trình làm việc êm khơng phải điều chỉnh khe hở nhiệt, tự động điều chỉnh trị số thời gian tiết diện Nhược điểm: - Kết cấu phức tạp, yêu cầu trị số xác cao đồng thời giá thành cao - Địi hỏi dầu bơi trơn sạch, độ nhớt dầu bôi trơn ổn định 3.3.7 Đũa đẩy Đũa đẩy dùng cấu phân phối khí xupáp treo 3.3.7.1 Cơng dụng Là chi tiết trung gian để truyền lực từ đội lên cò mổ 3.3.7.2 Điều kiện làm việc Một đầu đũa tiếp xúc với đội, đầu tiếp xúc với đầu tay đòn gánh nên thường bị mòn hai đầu, bị cong lực phân bố không 3.3.7.3 Vật liệu Đũa đẩy thường làm thép cacbon thành phần trung bình Đầu tiếp xúc thường làm thép cacbon có thành phần thép cacbon thấp, hàn gắn với đũa đẩy tơi đạt độ cứng HRC 50 ÷ 60 3.3.7.4 Kết cấu Là chi tiết hình trụ rỗng đặc Hai đầu đũa đẩy có dạng lồi lõm (hình 3.29) Hình 3-29 Đầu đũa đẩy a Đầu đũa đẩy dạng lồi; b Đầu đũa đẩy dạng lõm 3.3.8 Địn gánh (cị mổ) 103 3.3.8.1 Cơng dụng Dàn đòn gánh chi tiết trung gian truyền chuyển động tới xupáp để thực q trình phân phối khí 3.3.8.2 Điều kiện làm việc Trong cấu phối khí xupáp treo đòn gánh chi tiết trung gian truyền chuyển động từ đũa đẩy đến xupáp 3.3.8.3 Vật liệu Địn gánh thường dập thép cacbon trung bình loại thép C30, C35, C40, C45 Trong vài loại động xăng cỡ nhỏ Đòn gánh dập thép hàn hai nửa lại với 3.3.8.4 Kết cấu a) c) Hình 3-30 Kết cấu địn gánh cấu xupáp treo a Vị trí lắp đặt; b Kết cấu cị mổ; c Vị trí tác dụng cị mổ Một đầu đòn gánh tiếp xúc với đũa đẩy, đầu tiếp xúc với đuôi xupáp Khi trục cam nâng đội lên, đũa đẩy đẩy đầu đòn gánh lên đầu đòn gánh tác động vào xupáp làm lị xo xupáp bị nén lại mở xupáp Do có địn gánh nên xupáp đóng, mở theo pha phân phối khí Đầu tiếp xúc với đũa thường có vít điều chỉnh, sau điều chỉnh khe hở nhiệt, vít hãm chặt đai ốc, đầu tiếp xúc với đuôi xupáp thường có 104 mặt tiếp xúc hình trụ Địn gánh lắp trục thơng qua bạc lót địn gánh bơi trơn dầu nhờn chứa phần rỗng trục Ngồi địn gánh người ta cịn khoan lỗ để dẫn dầu bơi trơn đến mặt tiếp xúc với đuôi xupáp mặt tiếp xúc vít điều chỉnh Địn gánh cấu tạo hai cánh tay đòn, hai cánh tay đòn thường có độ dài khác Cánh tay địn phía trục cam l T thường ngắn phía bên xupáp lK Tỷ số: lK 1,2 1,6 lT (3-3) Sở dĩ để giảm hành trình đội Do đó, giảm gia tốc lực quán tính cấu phân phối khí Khi làm việc mặt trụ phần đầu đòn gánh vừa lăn vừa trượt đuôi xupáp, khiến cho xupáp bị nghiêng mặt nấm xu páp chạm để sớm thời gian quy định 3.4 Khe hở nhiệt Xu páp - phương pháp điều chỉnh 3.4.1 Khe hở nhiệt 3.4.1.1 Khái niệm Khe hở nhiệt xu páp khe hở đuôi xu páp với đầu đòn mở (cơ cấu xu páp treo) với đầu bu lông điều chỉnh đội (cơ cấu xu páp đặt) hay cần mở với đội (trục cam đặt nắp máy) 3.4.1.2 Mục đích điều chỉnh khe hở nhiệt xu páp Sau thời gian động hoạt động sau tháo lắp cấu phân phối khí, cần phải tiến hành điều chỉnh khe hở nhiệt với mục đích: - Xu páp đóng kín cửa nạp, cửa xả; - Xu páp mở lúc; - Cơ cấu xu páp làm việc êm không bị va đập mạnh 3.4.2 Phương pháp điều chỉnh khe hở nhiệt 3.4.2.1 Yêu cầu trước điều chỉnh khe hở nhiệt - Phương pháp áp dụng với hệ thống phân phối khí dùng đội khí, 105 với hệ thống phân phối khí dùng đội thủy lực không điều chỉnh khe hở nhiệt - Xác định điểm chết (ĐCT) - Thứ tự nổ động - Chiều quay động 3.4.2.2 Điều chỉnh máy Trước tiến hành điều chỉnh khe hở nhiệt ta cần chuẩn bị dụng cụ, đồ dùng clê dẹt, tuốcnơvít, thước Với động có số xi lanh chẵn ta dựa vào máy song hành để điều chỉnh khe hở nhiệt Với động có số xi lanh lẻ ta dùng phương pháp nhét dẻ để điều chỉnh khe hở nhiệt Ta điều chỉnh cho động có xi lanh có thứ tự nổ (1-3-4-2) ta cần phải tiến hành bước sau: Quay cho piston máy số (1) máy số bốn (4) lên điểm chết (ĐCT) cho piston máy số thời điểm cuối nén đầu nổ, máy số thời điểm cuối xả đầu hút Rồi ta dùng clê giữ cố định đội khơng cho xoay Dùng clê tháo đai ốc hãm bulơng; Dùng thích hợp đưa vào để đo khe hở ta dùng tay dịch chuyển ta thấy dịch chuyển dít dít ta dừng lại dùng clê tuốcnơvít hãm đai ốc lại cố định Với tiêu chuẩn khe hở nhiệt xupáp nạp là: 0.15 - 0.25 mm Với tiêu chuẩn khe hở nhiệt xupáp xả là: 0.25 –0.35 mm Sau đó, ta dùng clê dẹt quay trục khuỷu vịng để kiểm tra lại xem có đạt u cầu hay khơng Nếu mà đạt u cầu ta dừng lại, cịn khơng đạt ta tiến hành điều chỉnh lại khe hở nhiệt cho xác Các bước tiến hành lại cũ 3.4.2.3 Qui trình điều chỉnh khe hở nhiệt cấu phân phối khí Tất cấu phân phối khí dùng đội khí khơng dùng đội có khe hở nhỏ xupap đầu cò mổ (hoặc chi tiết dẫn động) gọi khe hở nhiệt xupap trạng thái đóng động trạng thái nguội để bù trừ giãn nở nhiệt chi tiết cấu làm việc 106 Trong sửa chữa, tháo sửa chữa nắp xilanh chi tiết cấu phân phối khí sau lắp lại hoàn chỉnh phải kiểm tra điều chỉnh khe hở nhiệt Trong bảo dưỡng định kỳ cần phải kiểm tra, điều chỉnh khe hở nhiệt cấu phân phối khí sau thời gian làm việc chi tiết cấu bị mòn làm thay đổi khe hở nhiệt cấu Như mài mòn vấu cam, đội, đũa đẩy, cò mổ đuôi xupap làm tăng khe hở nhiệt mài mòn nấm xupap đế có xu hướng làm giảm khe hở nhiệt Nói chung, mài mòn tổng hợp tất chi tiết thường làm tăng khe hở nhiệt cấu Khe hở nhiệt hợp lý khe hở vừa đủ để bù trừ dãn nở nhiệt chi tiết cấu xupap khơng bị vênh (đóng khơng kín bị kích) chế độ làm việc động Các cấu phân phối khí có kết cấu khác động khác Khe hở nhiệt cấu phân phối khí có trục cam nằm nắp xilanh thường nhỏ khe hở nhiệt cấu phân phối khí có trục cam đặt thân máy Khe hở nhiệt xupap thải thường lớn khe hở nhiệt xupap nạp Độ lớn khe hở nhiệt động cụ thể thường nhà chế tạo cho tài liệu hướng dẫn sử dụng bảo dưỡng Nếu khơng có số liệu riêng, điều chỉnh khe hở nhiệt khoảng 0,15- 0,4mm tùy thuộc xupap nạp hay xả trục cam đặt nắp xilanh hay thân máy Nếu để khe hở nhiệt lớn gây ồn giảm độ mở xupap, làm cho động yếu, khơng phát đủ công suất thiết kế Ngược lại, khe hở nhỏ làm cho xupap bị kênh, dẫn tới lọt khí cháy bề mặt làm việc xupap đế xupap Nguyên tắc điều chỉnh khe hở nhiệt điều chỉnh động trạng thái nguội xupap trạng thái đóng, tức mặt lưng (hay mặt sở) cam tiếp xúc với đội (hoặc tiếp xúc trực tiếp cò mổ xupap) Phương pháp xác định thời điểm điều chỉnh khe hở nhiệt động cơ: - Đối với cấu phân phối khí có trục cam đặt nắp xilanh, quay trục khuyủ nhìn trực tiếp vào cam để xác định thời điểm điều chỉnh cách dễ dàng Do đó, sau lần quay trục khủyu điều chỉnh khe hở nhiệt 107 tất xupap mà chi tiết dẫn động tiếp xúc với mặt lưng cam - Đối với cấu phân phối khí có trục cam đặt thân máy khơng dễ dàng nhìn vào cam để xác định thời điểm điều chỉnh khe hở nhiệt Vì vậy, để xác định xác định thời điểm điều chỉnh tương ứng với vị trí góc quay trục khuỷu, người ta thường điều chỉnh đồng thời xupap nạp xupap thải xilanh cuối kỳ nén đầu kỳ nổ lúc xupap đóng Để thực việc động xilanh, quay trục khuỷu động từ từ cho dấu xác định điểm chết trên puli bánh đà tiến dần đến dấu cố định thân máy, đồng thời quan sát dấu cò mổ Nếu dấu điểm chết tiến dần đến trùng với dấu cố định thân máy cị mổ khơng chuyển động thời điểm cuối kỳ nén, đầu kỳ nổ điều chỉnh khe hở nhiệt Đối với động nhiều xilanh, điều chỉnh khe hở nhiệt xupap xilanh theo thứ tự nổ động Trước tiên, điều chỉnh khe hở nhiệt xupap xilanh thứ động xanh Chú ý dấu xác định điểm chết động nhiều xilanh dấu điểm chết xilanh thứ tính từ phía đầu trục khuỷu Sau quay trục khuỷu góc góc lệch cơng tác động điều chỉnh khe hở nhiệt xupap xilanh thứ tự nổ, làm điều chỉnh hết xupap tất xilanh Như cần phải quay trục khuỷu với số lần số xilanh động với góc quay tổng cộng vịng để thực điều chỉnh xong khe hở nhiệt toàn xupap động Phương pháp điều chỉnh khe hở nhiệt xupap phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo cấu phân phối khí Sau phương pháp điều chỉnh khe hở nhiệt số loại cấu phân phối khí thường gặp: * Qui trình điều chỉnh khe hở nhiệt loại xupap treo: - Dùng tuýp tháo nắp che dàn cò mổ - Dùng clê đưa vào để nới lỏng đai ốc định vị Sau dùng tuốcnơvít cạnh để giữ khơng cho vít điều chỉnh xoay - Sau ta chọn cho phù hợp để kiểm tra khe hở nhiệt (tùy loại động hay xupap mà chọn cho phù hợp) 108 - Xupap nạp có khe hở nhiệt là: 0,15- 0,2 mm - Xupap xả có khe hở nhiệt là: 0,25- 0,35 mm - Ta đưa clê ra, cho vào đầu cị mổ xupap, tuốcnơvít xoay vít điều chỉnh đầu cò mổ cách từ từ, đồng thời tay dịch chuyển (chú ý ta dùng tay dịch chuyển phải đảm bảo tiếp xúc với phần đuôi xupap) quan sát cảm thấy chuyển động khó khăn hay rút thấy nặng tay dừng lại - Ta đưa clê vào vặn chặt đai ốc phải giữ chặt vít điều chỉnh Rồi rút - Dùng clê quay trục khuỷu vòng kiểm tra lại đạt u cầu thơi, cịn chưa đạt yêu cầu tiến hành điều chỉnh lại - Lắp nắp hộp dàn đòn gánh cho động làm việc kiểm tra xem có tiếng gõ xupap hay khơng Nếu khơng có tượng động làm việc ổn định đạt Vít điều chỉnh Êcu hãm Đầu đòn gánh Căn kiểm tra Hình 3-31 Kiểm tra điều chỉnh khe hở nhiệt xupap treo 109 *Qui trình điều chỉnh khe hở nhiệt cho xupap đặt: - Do xupap đặt bố trí đặt thân máy nên việc kiểm tra thường khó khăn Nên tùy thuộc vào loại động mà ta có phương pháp điều chỉnh khác Hình 3-32 Kiểm tra điều chỉnh khe hở nhiệt xupap đặt Căn kiểm tra Con đội Clê 14 giữ mặt vát đội Lò xo xupap Bulong điều chỉnh Êcu hãm Clê 12 vặn chặt êcu hãm Clê 12 vặn chặt êcu điều chỉnh 110 - Trước tiến hành điều chỉnh ta phải chuẩn bị dụng cụ cần thiết là: lá, clê, tuốcnơvít - Sau ta tháo nắp hộp xupap (bên thân động cơ) - Dùng clê quay trục khuỷu cho piston máy số lên điểm chết thời kỳ cuối nén đầu nổ quan sát máy song hành cuối xả đầu hút - Dùng clê dẹt cố định đội khơng cho xoay - Sau dùng clê tháo đai ốc hãm bulông Đồng thời dùng (đúng tiêu chuẩn) đưa vào để kiểm tra khe hở - Dùng clê để xoay bulông đai ốc vào theo chiều thuận ren - Khi thấy chuyển động nặng tay được, dừng tay lại - Ta dùng clê cố định bulông xiết chặt đai ốc xuống đội - Sau ta dùng clê quay trục khuỷu vòng để kiểm tra lại: đạt ta dừng lại Cịn chưa đạt ta điều chỉnh lại Câu hỏi ơn tập chương Nhiệm vụ.và phân loại cấu phối khí? Đặc điểm, nhiệm vụ, kết cấu Cơ cấu phối khí dùng xu páp đặt? Đặc điểm, nhiệm vụ, kết cấu Cơ cấu phối khí dùng xu páp treo? Đặc điểm, nhiệm vụ, kết cấu phận thuộc cấu phối khí? Khe hở nhiệt xupáp gì? phương pháp điều chỉnh chúng? 111 ...BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH TS Lê Quý Chiến ThS Nguyễn Bá Thiện GIÁO TRÌNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG F1 DÙNG CHO TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC QUẢNG NINH - 20 21 LỜI NÓI ĐẦU Động đốt trang... 2: Với động bốn kỳ, sáu xylanh, hàng (thứ tự cơng tác 1- 5-3 - 6-2 -4 ) Có góc lệch cơng tác K = 12 00, có bảng cơng tác sau, (bảng 1- 3) Bảng 1- 3 Hình 1- 13 Sơ đồ cấu tạo trục khuỷu - truyền động bốn... lệch cơng tác 12 00 Câu hỏi ôn tập chương 1 Khái niệm động đốt loại động nhiệt? So sánh động đốt với động nhiệt khác? Cơ sở phân loại động đốt trong? 30 Giải thích nguyên lý làm việc động đốt trong?