CƠ cấu PHÂN PHỐI KHÍ

cơ cấu phân phối khí đầy đủ

Trang 1

CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ CỦA

ĐCĐT Ô TÔ

Trang 2

CÔ CAÁU PHAÂN PHOÁI KHÍ

Trang 3

CÔ CAÁU PHAÂN PHOÁI KHÍ

1.1 Đối tượng nghiên cứu

Động cơ đốt trong 1.2 Phạm vi

Động cơ đốt trong dùng cho ô tô 1.3 Mục tiêu

Nắm rõ cấu tạo và sữa chữa cơ cấu phân phối khí trong động cơ ô tô

Trang 4

2.1 NHIỆM VỤ, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI

Điều kiện làm việc:

 Tải trọng cơ học cao

 Nhiệt độ cao

 Tải trọng va đập lớn

II GIẢ QUYẾT VẤN ĐỀ

Trang 5

NHIỆM VỤ, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI

Trang 6

I./ NHIỆM VỤ, YÊU CẦU VÀ PHÂN

CCPPK DÙNG VAN TRƯỢT

CCPPK DÙNG CỬA NẠP XUPAP THẢI ( van trượt

Và xupap)

Trang 7

Cơ cấu phân phối khí Xupap treo

 Phương án dẫn động: xupap đặt trên nắp máy, được trục

cam dẫn động thông qua con đội, đũa đẩy, đòn bẩy hoặc trục cam dẫn động trực tiếp xupap

2.1.3.1Cơ cấu phân phối khí dùng cam-xupap

Dẫn động cam

bằng bánh răng

Dẫn động cam

bằng xích Dẫn động cam

bằng đai răng

Trang 8

 Nguyên lý làm việc:

Nguyên lý làm việc của cơ cấu xupap treo

Trục khuỷu quay

Trục cam quay

Nhờ cặp bánh răng

Con đội

Cam tác động

Đũa đẩy

Cò mổ

Trang 9

 Nguyên lý làm việc:

Cơ cấu bố trí trục cam

trên đầu xilanh (DOHC)

Xem video

Trang 10

Bảng so sánh các phương án bố trí

trục cam

trục cam đặt trong hộp trục khuỷu

hoặc thân máy (OHV - OverHead

Valve)

trục cam đơn đặt trên nắp xy lanh

(SOHC-Single OverHead Camshaft

hoặc OHC-OverHead Camshaf)

hai trục cam đặt trên nắp xy-lanh

(DOHC-Double OverHead Camshaft)

Trang 11

OHV SOHC hoặc OHC DOHC

Ưu

điểm Kết cấu các bộ phận dẫn động đơn giản (khoảng

cách giữa cam – trục khuỷu không lớn )

Bề mặt công tác của cam

và con đội được bôi trơn tốt nhờ dầu vung té trong hộp cacte

cơ cấu phối khí trở nên đơn giản hơn, nắp máy nhỏ gọn, dễ điều chỉnh khe hở nhiệt hơn, giảm được lực quán tính, các tổn hao cơ khí và kích thước lò xo xu-páp, cho phép tăng tốc độ động cơ

kết cấu cơ cấu phân phối khí sẽ đơn giản hơn Không gian phía trên nắp máy cũng rộng rãi hơn thuận tiện cho việc thiết kế các góc đặt xu páp, tăng kích thước xu páp, đảm bảo hình dáng buồng cháy được tối

ưu, dễ dàng áp dụng các hệ thống điều khiển đóng mở xu-páp thông minh

Nhược

điểm Kết cấu thân động cơ phức tạp.Cần nhiều chi

tiết trung gian để dẫn động trục cam và xu-páp treo, lực quán tính sẽ rất lớn, gây tiếng ồn lớn

kết cấu dẫn động sẽ rất phức tạp (nếu nhiều xu- páp trên một xy-lanh) Sử dụng trục cam đơn để dẫn động cả xu-páp xả

và xu-páp nạp sẽ không thuận lợi cho các hệ thống điều khiển đóng

mở xu-páp thông minh

khối lượng hệ thống phân phối khí tăng, kết cấu phức tạp, tốn

nhiều công suất quay trục cam và giá thành cao

Trang 12

Cơ cấu phân phối khí Xupap đặt

 Phương án bố trí và dẫn động: lắp một bên thân

máy ngay trên trục cam và được trục cam dẫn

động xupap thông qua con đội

2.1.3.1Cơ cấu phân phối khí dùng cam-xupap

 Nguyên lý làm việc của cơ cấu xupap đặt:

Trục khuỷu quay

Nhờ cặp bánh răng

Trục cam quay

Cam tác động

Con đội Xupap

Cửa nạp (thải) đóng, mở

Nhờ lò xo

xu pap

Trang 13

Cơ cấu phân phối khí

Xupap treo Cơ cấu phân phối

khí Xupap đặt

Trang 14

Cơ cấu phân phối khí dùng

xuppap treo Cơ cấu phân phối khí dùng xuppap đặt

Ưu điểm

Buồng cháy gọn, đảm bảo nạp đầy và sạch hơn, dễ kiểm tra điều chỉnh khe hở nhiệt của

Nạp không đầy, thải không

bằng dầu hỏa

Kết quả: Cơ cấu phân phối khí dùng xuppap treo được dùng phổ biến hơn

Trang 15

Cơ cấu phân phối khí dùng

piston đóng – mở

Cơ cấu phân phối khí dùng cửa

nạp và xupap thải

Trang 16

DÙNG CAM-XUPAP đơn giản, dễ chế tạo, dễ điều chỉnh, giá thành không Sử dụng phổ biến trong các loại ĐCĐT có kết cấu

cao lắm

CCPPK

DÙNG VAN TRƯỢT Cơ cấu có nhiều ưu điểm: tiết diện lưu thông lớn, dễ làm mát, ít tiếng ồn nhưng kết cấu phức tạp, giá

thành cao nên chỉ sử dụng cho xe đua

CCPPK DÙNG CỬA

NẠP

XUPAP THẢI

Sử dụng trên ĐC 2 kỳ quét thẳng

Trang 17

Một số cơ cấu phân phối khí thông minh hiện nay

đạt thời điểm phối khí

tối ưu dựa vào cảm

biến và được ĐK

bằng ECU

Xem video

Trang 18

Hệ thống điều khiển đóng mở xupap trực tiếp VVEL

– Nissan

Quá trình đóng mở xupap nạp được thực hiện bằng cách

biến chuyển động quay của động cơ điện một chiều, thông qua trục dẫn động, cam lệch tâm, trục cam và các vấu

cam thành chuyển động đóng mở của xupap

Sử dụng hệ thống VVEL sẽ góp phần giảm 10% lượng nhiên liệu tiêu thụ và 10 %

lượng khí thải cacbondioxit gây ô nhiễm môi trường

Trang 19

Hệ thống điều khiển đóng mở xupap MIVEC

– Mitsubishi

Hệ thống này cũng có khả

năng thay đổi hành trình

hoặc thời gian đóng mở

các xupáp bằng cách sử

dụng hai loại vấu cam

khác nhau

Trang 20

Cơ cấu hồi lưu khí xả

Đưa một phần khí thải vào tái tuần hoàn trong hệ thống

nạp khí, khí thải được trộn lẫn với hỗn hợp khí-nhiên liệu

thì sự lan truyền ngọn lửa trong buồng đốt chậm lại,

nhiệt độ cháy giảm xuống Giảm lượng NOx

Sử dụng trong động cơ 1NZ-

FE của Toyota

Trang 21

Turbo tăng áp

Không khí được nén vào xilanh nhiều hơn đồng nghĩa với

lượng nhiên liệu đưa vào xilanh nhiều, sinh ra công suất

nhiều hơn so với động cơ cùng kích thước không có

turbo tăng áp

Sử dụng lưu lượng khí

thải từ động cơ để làm quay cánh

turbo

Trang 22

CCPPK VVT - i của Toyota

A Khái niệm: Công nghệ VVT-i (Variable Vale Timing –

intelligent): thời điểm phối khí thay đổi – thông minh

Được điều khiển thời điểm mở và đóng của van nạp (xupap nạp) bằng điện tử tương ứng với tình trạng hoạt động của động cơ

phù hợp với các điều kiện vận hành Và sử dụng áp suất thủy

lực để xoay trục cam nạp và làm thay đổi thời điểm phối khí

Trang 23

B Chức năng: công nghệ VVT – i giúp động cơ tăng

công suất tối đa, thải khí sạch hơn, tiết kiệm nhiên liệu

và tăng tuổi thọ động cơ

Trang 24

C Cấu tạo các bộ phận chính:

1 Bộ điều khiển VVT – I

Gồm bánh răng ngoài dẫn động bởi xích cam và bánh răng

trong (cánh gạt) được cố định trên trục cam nạp

Piston (chốt hãm) nối bánh răng ngoài và bánh răng

trong qua các then hoa xiên sẽ hãm cơ cấu khi không có

dầu đến

Trang 25

Trang 26

2 Van điều khiển dầu phối khí trục cam

Được điều khiển bởi ECU

Điều khiển dòng chảy dầu thuỷ lực đến bộ điều khiển

VVT-i đến phía mở sớm hay mở muộn.

Khi động cơ ngừng thời điểm phối khí xupap nạp giữ ở góc

muộn tối đa

Trang 27

3 ECU

ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến

vị trí trục khuỷu, vị trí bướm ga, lưu

lượng khí nạp để tính toán thông số

phối khí theo yêu cầu chủ động

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

động cơ cung cấp dữ liệu hiệu

Trang 28

• Một số cơ cấu phân phối khí thông minh hiện nay

D Nguyên lý hoạt động:

1 Làm sớm thời điểm phối khí

Nhận tín hiệu từ ECU động cơ  điều khiển van trượt

 áp suât dầu tác động lên khoang cánh gạt phía làm

sớm thời điểm phối khí

Trang 29

1 Làm muộn thời điểm phối khí

Nhận tín hiệu từ ECU động cơ  điều khiển van trượt

 áp suât dầu tác động lên khoang cánh gạt phía làm

muộn thời điểm phối khí

Trang 30

1 Chế độ giữ

ECU tính toán góc phối khí chuẩn theo điều kiện vận

hành Lúc đó, van dầu đến đúng vị trí trung gian, dầu

áp lực được giữ nguyên trong cả hai buồng và trục cam được giữ nguyên ở vị trí cần điều chỉnh

Xem video 1- 2

Trang 31

Ngoài ra, còn một cảm biến đo nồng độ oxy dư đặt ở cụm góp xả

cho biết tỷ lệ % nhiên liệu được đốt Thông tin từ đây được gửi

về ECU và cũng được phối hợp xử lý khi hiệu chỉnh chế độ

nạp tối ưu nhằm tiết kiệm xăng và bảo vệ môi trường.

Trang 32

CCPPK VVEL của Nissan

Khái niệm: VVEL (Variable valve event and lift) điều khiển Quá

trình đóng mở xupap nạp bằng cách biến chuyển động quay

của động cơ điện một chiều, thông qua trục dẫn động, cam

lệch tâm, trục cam và các vấu cam thành chuyển động đóng

mở của xupap

Chức năng: tăng momen xoắn, giảm 10% lượng nhiên liệu tiêu

thụ và 10 % lượng khí thải cacbondioxit gây ô nhiễm môi

trường.

Trang 33

Cấu tạo: Cò mổ (Rocker arm), hai khớp nối (LinkA & LinkB), vấu

cam (output cam), trục cam (drive shaft), trục điều khiển (control

shaft), nâng xupap (valve lifter), cam lệch tâm (eccentric cam),

hạt bóng vít (ball screw nut), cảm biến vị trí (position sensor),

trục vít bóng (position sensor)

Trang 34

Nguyên lý hoạt động: Chuyển động của vấu cam được thay đổi bằng

cách thay đổi tốc độ của động cơ điện một chiều, hoặc thay đổi

điểm tiếp xúc của thanh nối và con đội xupap

Cò mổ hình chữ A và hai mối liên kết ở hai bên sẽ đóng mở van

bằng cách truyền chuyển động quay của trục dẫn động với một

cam lệch tâm thành chuyển động của cam ngoài.

Chuyển động của cam ngoài có thể được thay đổi liên tục nhờ vào việc quay trục điều khiển

(cũng có một cam lệch tâm khác) bằng mô-tơ điện, thông qua cơ cấu trục vít - đai ốc bi và thay đổi khớp bản lề của các mối liên kết

Xem video

3

Trang 35

VVT –I

TOYOTA

VVEL NISSAN

Trang 36

VVT – I TOYOTA

VVEL NISSAN

Ưu điểm

Động cơ tăng công suất tối

đa, thải khí sạch hơn, tiết kiệm nhiên liệu và tăng tuổi thọ động cơ

Tăng momen xoắn, tiết kiệm nhiên liệu, bảo vệ môi trường

Nhược

điểm

Kết cấu phức tạp, giá thành cao Đòi hỏi phải có trục cam kép, khó khăn khi kiểm tra, sữa chữa

Kết cấu phức tạp, giá thành cao, khó khăn khi kiểm tra, sữa chữa

Trang 37

Cơ cấu phân phối khí

Xupap treo Cơ cấu phân phối khí Xupap đặt

10 Bánh răng phân phối

II CẤU TẠO VÀ SỮA CHỮA CÁC BỘ PHẬN

Trang 38

2.3 CÁC BỘ PHẬN TRONG CCPPK

Trục cam,xupap,lò xo,con đội

Trang 39

2.3.1.1 Nhiệm vụ, yêu cầu

 Nhiệm vu: Xupáp làm nhiệm vụ đóng mở đường Nhiệm vu

nạp và đường thải để thực hiện quá trình trao đổi khí.

 Yêu cầu: Do điều kiện làm việc hết sức khắc Yêu cầu

nghiệt (chịu tải động và phụ tải nhiệt lớn)

Trang 42

2.3.1 CỤM XUPÁP.

2.3 CÁC BỘ PHẬN CHÍNH

* Nấm bằng: Kết cấu của loại nấm bằng là chế tạo

đơn giản, có thể dùng cho xupáp nạp Vì vậy đa số các động cơ dùng loại xupáp này

*Nấm lõm:Xupáp có dạng nấm lõm có đặc điểm là

bán kính góc lượn giữa phần thân xupáp và phần nấm rất lớn, cải thiện tình trạng lưu thông dòng khí nạp và tăng độ cứng vững cho nấm xupap

*Nấm lồi: Xupáp có dạng nấm lồi: loại này cải thiện

được tình trạng lưu động của dòng khí thải (vì mặt nấm lồi, nên hạn chế khu vực tạo thành xoáy lốc khi thải khí) Chính vì vậy xupáp thải của động cơ cường hoá sử loại dạng nấm lồi

Trang 43

Thân xupap

Thân xupáp có nhiệm vụ dẫn hướng, tản nhiệt cho nấm xupáp và chịu lực nghiêng khi đóng mở.

b a

Trang 44

Đuôi xupáp: Đuôi xupáp phải có kết cấu để lắp đĩa lò xo.Thông thường đuôi có mặt côn (hình a) hoặc rãnh vòng (hình b) để lắp móng hãm Đuôi có kết cấu đơn giản là đuôi

có lỗ để lắp chốt (hình c) nhưng tạo tập trung ứng suất

Đuôi xupáp chế tạo bằng thép và được tôi cứng (hình d)

2.3.1 XUPÁP.

Trang 45

2.3.1 XUPÁP.

- Đế xupáp được hãm trong thân máy hoặc nắp xi lanh (hình a)

- Tính tự hãm của bề mặt côn (hình b) và kết cấu khoá do nòng ống (hình c)

- Bề mặt tiếp xúc của bề mặt nấm xupáp thường có 3 góc khác nhau (hình d).

Đế xupap

Nhiệm vụ.

Đế xupáp nằm trong khối xylanh (thân

máy) hoặc nắp máy cùng

với thực hiện nhiệm vụ

đóng mở cửa nạp, cửa xả

Trang 46

cấu của phân phối khí thực hiện quá

trình đóng mở cửa nạp, cửa xả

Cấu tạo : Lò xo xupáp thường là lò

xo trụ, hai đầu mài phẳng để lắp ráp

với đĩa và đế lò xo Số vòng lò xo

thường là 4  10 Lò xo được làm

chai cứng bề mặt, sơn bề mặt, mạ

kẽm hoặc mạ cát mịn

Trang 47

Vật liệu chế tạo: gang hợp kim, gang dẻo nhiệt luyện

Đối với động cơ cao tốc, vật liệu chế tạo được dùng

là đồng thanh hoặc kim loại được tẩm dầu nhằm tăng khả năng chịu nhiệt và khả năng thích ứng với điều kiện bôi trơn khó khăn

Trang 48

Ống dẫn hướng

Cấu tạo:

Kết cấu đơn giản hình trụ rỗng có vát mặt đầu để lắp

Ống dẫn hướng lắp với thân máy hoặc nắp xi lanh có

Trang 49

xo bung ra.

Cấu tạo.

Đế lò xo có dạng hình vành khuyên một mặt phẳng, còn mặt kia

tiếp xúc với lò xo có gờ để giữ lò

xo Đế lò xo được giữ với đuôi

xupáp bằng chốt hoặc bằng móng

hãm Đĩa lò xo

Trang 51

Sơ đồ kết cấu tổng quát

Trang 52

2.3.1 XUPÁP.

Trang 53

năng chống mài mòn cao

•Trục cam thường được

làm bằng thép, bề mặt các

ổ và vấu cam được tôi

cứng và mài bóng

Trang 54

Các vấu cam

B¸nh raêng

cam

Ổ bi đỡTrục cam động cơ

Cấu tạo trục cam

Trong 1 số ĐC trên trục

cam còn có cam dẫn động

bơm xăng, bánh răng dẫn

động bơm dầu…

Trang 55

2.3.2.TRỤC CAM

Hình Các dạng cam thường dùng

a,b Cam lồi cung tròn;

c Cam tiếp tuyến; d Cam lõm.

Trang 56

2.3.3.CON ĐỘI

 Nhiệm vụ: là chi tiết máy truyền lực

trung gian, đồng thời chịu lực nghiêng

cho xupap do cam gây ra trong quá trình

dẫn động ( trong CCPPK xupap đặt )

Mặt tiếp xúc

vấu cam

Cấu tạo con đội

Trang 57

2.3.3.CON ĐỘI

 Con đội thường được làm bằng thép ít

cacbon như thép 15, 30 hoặc thép hợp

kim như 15 Cr, 20 Cr, 12 CrNi

Trang 58

2.3.3.CON ĐỘI

 Phân loại:

Con đội thủy

Con đội cơ khí

( hình trụ hoặc

hình nấm )

Trang 59

2.3.4.ĐŨA ĐẨY

 Nhiệm vụ: dùng trong CCPPHK xupap treo

thường là một thanh dài, đặc hoặc rỗng dùng để truyền lực từ con đội đến đòn bẩy

 Cấu tạo : làm bằng thép tròn hoặc thép ống

Đầu cầu lõm tiếp xúc vít

điều chỉnh xupapThân

Đầu hình cầu lồi tiếp xúc con đội

Trang 60

2.3.4.CẦN BẨY

 Nhiệm vụ: là chi tiết truyền lực trung gian một đầu tiếp xúc với đũa đẩy, một đầu tiếp xúc với đuôi xupap Được làm bằng thép dập hay thép rèn, cần bẩy động cơ cao tốc cỡ nhỏ được rèn hoặc đúc bằng gang

 Cấu tạo : chế tạo bằng phương pháp đúc hoặc được dập từ thép tấm

Đầu tiếp xúc đũa đẩy ( có vít

điều chỉnh khe hở nhiệt)

Hai cánh tay đòn

Đầu tiếp xúc với xupap

Trang 61

Cơ cấu phối khớ dựng xupap

ẹũa đẩy

Con đội Cam

Xích cam

Trang 63

2.4.1 XUPAP

2.4 NHỮNG HƯ HỎNG – CÁCH KIỂM TRA –

SỮA CHỮA

2.4.1.2 KIỂM TRA, SỮA CHỮA

- Kiểm tra độ dày vành trụ nấm, độ thụt sâu, bề mặt làm việc của xupáp

Trang 64

2.4.1 XUPAP

SỮA CHỮA

Xupap bị cong > 0,03mm thì phải nắn lại bằng búa tay

- Nếu có hiện tượng trên, mà còn nằm trong giới hạn

tiêu chuẩn thì phải mài rà cùng ổ đặt

* Mài bề mặt làm việc việc của xupáp trên thiết bị

chuyên dùng:

- Mài đế xupáp

- Rà xupáp và đế: + Rà thô

+ Rà tinh.

* Kiểm tra độ kín xupáp và đế bằng cách:Quan sát bề

mặt tiếp xúc, thử bằng dầu,dùng dụng cụ thử áp suất

Trang 66

2.4.2 LÒ XO, ĐĨA LÒ XO

SỮA CHỮA

- Kiểm tra về độ mòn thân, hiện tượng nứt mỏi, gãy và kiểm tra độ đàn hồi của lò xo khi

chịu tải.

- Dùng mắt quan sát thấy lò xo bị gãy, nứt hoặc mòn vẹt quá 1/3 đường kính thì thay mới.

Định dạng
Số trang	87
Dung lượng	7,08 MB