LỜI NÓI ĐẦU Ô tô là một phương tiện vận tải quan trọng hệ thống giao thông vận tải đường bộ Trong hoạt động vận tải, ô tô được sử dụng đa dạng và linh hoạt nhằm phục vụ các nhu cầu của con người Ngành[.]
LỜI NĨI ĐẦU Ơ tơ phương tiện vận tải quan trọng hệ thống giao thông vận tải đường Trong hoạt động vận tải, ô tô sử dụng đa dạng linh hoạt nhằm phục vụ nhu cầu người Ngành công nghiệp ô tô ngày cập nhật công nghệ đại, phát triển nhằm phù hợp với nhu cầu vận tải người, phù hợp với phát triển thời đại Ngày có nhiều loại động sử dụng ô tô, chủ yếu động chạy nhiên liệu xăng động chạy nhiên liệu diesel Trong động cơ, cấu thiếu để động hoạt động cấu phân phối khí: sử dụng để cung cấp nhiên liệu cho động cơ, giúp động hoạt động tốt điều kiện tình trạng hoạt động khác Đối với ô tô đại ngày nay, cấu phân phối khí cải thiện cách tốt nhất, dựa vào tình trạng hoạt động động thời điểm, người ta hiệu chỉnh để động hoạt động tốt Nghiên cứu cấu phân phối khí điều quan trọng, giúp người hiểu hoạt động động nhiều chế độ làm việc, giúp tiết kiệm nhiên liệu đồng thời làm giảm chất độc hại có khí thải cuả động gây nhiễm mơi trường Hình : Tổng quan hệ thống phân phối khí xe ô tô PHẦN 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ TRÊN XE Ơ TƠ 1.1 Tổng quan hệ thống phân phối khí xe tơ Hệ thống phân phối khí xe tơ hệ thống quan trọng, ảnh hưởng lớn tới trình làm việc động Để cho xe hoạt động ổn định tiết kiệm nhiên liệu tốt thời điểm phân phối khí phải lí tưởng Do góc pha phối khí không đồng đều, phụ thuộc vào nhân tố tình trạng làm việc động Để có tình trạng làm việc tối ưu tốt nhất, cấu phân phối khí động cần điều chỉnh thời gian phân phối hợp lý với thời điểm động hoạt động Điều kiện làm việc: Tải trọng học cao Nhiệt độ cao Tải trọng va đập lớn 1.2 Nhiệm vụ, phân loại yêu cầu 1.2.1 Nhiệm vụ cấu phân phối khí tơ Hệ thống phân phối khí có nhiệm vụ điều khiển qúa trình thay đổi khí xy lanh động cách đóng, mở cửa nạp cửa thải lúc để nạp đầy khí nạp vào xy lanh thải khí thải ngồi sau q trình sinh cơng động 1.2.2 Phân loại Hiện ô tô thường có cấu phân phối sau: Cơ cấu phân phối khí dùng xupap: Cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo Cơ cấu phân phối khí dùng xupap đặt Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt Bố trí theo kiểu hỗn hợp Theo phương pháp dẫn động xupap: Xupap đặt xen kẽ nắp xilanh Xupap dẫn động trực tiếp Xupap dẫn động thơng qua địn bẩy 1.2.3 Các yêu cầu hệ thống phân phối khí xe tơ Đối với hệ thống phân phối khí cần phải đáp ứng yêu cầu khắt khe như: Xupap cần mở sớm đóng muộn tùy theo kết cấu loại động điều kiện vận hành động Phải đóng mở thời điểm quy luật theo nhà SX quy định Phải đảm bảo đóng kín buồng cháy kỳ nén nổ Độ mở xupap phải đủ lớn để dịng khí dễ lưu thông vào buồng cháy Dễ dàng điều chỉnh, sửa chữa, giá thành chế tạo thấp Quá trình thay đổi khí phải hồn hảo, nạp đầy thải PHẦN 2: ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, KẾT CẤU VÀ NHIỆM VỤ CỦA CÁC CHI TIẾT, CỤM CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG 2.1 Đặc điểm cấu tạo hệ thống phân phối khí: 2.1.1 Đặc điểm cấu tạo: Đối với cấu phân phối khí dùng xupap đặt bên: Xupap lắp đặt bên thân máy phía trục cam trục cam dẫn động xupap thông qua đội Xupap nạp xupap thải xilanh bố trí theo nhiều kiểu khác nhau: bố trí xen kẽ bố trí theo cặp Khí bố trí cặp xupap bên, xupap nạp dùng chung đường nạp nên làm cho đường nạp trở thành đơn giản Hình 2: Cơ cấu phân phối khí loại xupap đặt bên ̵ Trục cam Lò xo xupap ̵ Con đội Bạc dẫn hướng ̵ Bulong khe hở nhiệt Xupap ̵ Máng hãm Ô đặt xupap ̵ Khe hở nhiệt Ưu điểm phương pháp chiều cao động giảm xuống, kết cấu nắp xilanh đơn giản, dẫn động xupap dễ dàng Nhược điểm buồng cháy khơng gọn, có dung tích lớn; đường nạp đường thải phải bố trí thân máy gây phức tạp cho việc đúc gia công thân máy, đường thải, nạp khó thốt, tổn thất nạp thải lớn Đối với cấu phân phối khí dùng xupap treo: Hình 3: Cơ cấu phân phối khí loại xupap treo - Ổ đặt - Trục đòn gánh - Xupap - Vít điều chỉnh - Bạc dẫn hướng - Giá đỡ - Lò xo - Đũa đẩy - Đĩa tựa - Con đội - Móng hãm - Trục cam - Địn gánh -Bộ phân phối Xupap đặt nắp máy trục cam dẫn động thông qua đội, đũa đẩy, đòn 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, thải bố trí nắp xilanh nên có điều kiện thiết kế để dịng khí lưu thơng hơn, đồng thời bố trí xupap hợp lí nên tăng tiết diện lưu thơng dịng khí Tuy cấu 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 cơng Để dẫn động xupap, trục cam bố trí nắp xilanh để dẫn động trực tiếp dẫn động qua đòn bẩy Trường hợp trục cam bố trí hộp trục khuỷu thân máy, xupap dẫn động gián tiếp qua đội, đũa đẩy, đòn bẩy, Khi bố trí xupap treo thành dãy, dẫn động xupap phức tạp Có thể sử dụng phương pháp dẫn động xupap dùng trục cam dẫn động gián tiếpqua địn bẩy, dùng hai trục cam dẫn động trực tiếp 2.1.2 Các phương án bố trí xupap dẫn động xupap Hình 4: Các phương án dẫn động xupáp a) – Các xupáp đặt xen kẽ nắp xilanh; b) – Xupáp dẫn động trực tiếp; c) – Xupáp dẫn động thông qua đòn bẫy Trong số loại động xăng, xupap có bố trí theo kiểu hỗn hợp: xupap nạp đặt thân máy xupap thải lắp chéo nắp xilanh Khi bố trí thể kết cấu cấu phân phối khí phức tạp tăng tiết diện lưu thơng nhiều tăng khả cường hóa động Kết cấu thường dùng loại động xăng có tốc độ cao Khi so sánh ưu nhược điểm hai phương pháp bố trí xupap đặt treo ta thấy rằng: động diezel dùng xupap treo, tạo ε cao cịn động xăng dùng xupap treo, hay xupap đặt ngày thường dùng hệ thống phân phối khí kiểu treo Động sử dụng hệ thống phân phối khí kiểu treo có hiệu suất nhiệt cao Dùng hệ thống phân phối khí kiểu treo làm cho kết cấu quy lát phức tạp dẫn động phức tạp đạt hiệu phân phối khí tốt Hệ thống phân phối khí xupap treo chiếm ưu tuyệ đối động kỳ 2.1.3 Các phương án bố trí trục cam dẫn động trục cam Trục cam đặt hộp trục khuỷu hay nắp máy: Loại trục cam đặt hộp trục khuỷu dẫn động bánh cam Nếu khoảng cách trục cam với trục khuỷu nhỏ thường dùng cặp bánh Nếu khoảng cách trục lớn, phải dùng thêm bánh trung gian dùng xích Loại trục cam đặt nắp máy Dẫn động trục cam dùng trục trung gian dẫn động bánh côn dùng xích Khi dùng hệ thống bánh cần có ổ chắn dọc trục để chịu lực chiều trục khống chế độ rơ dọc trục Khi trục cam dẫn động trực tiếp xupáp, trục cam dẫn động qua ống trượt, trục cam dẫn động qua đòn quay Phương án dẫn động bánh có ưu điểm lớn kết cấu đơn giản, cặp bánh phân phối khí thường dùng bánh nghiêng nên ăn khớp êm bền Tuy vậy, khoảng cách trục cam với trục khuỷu lớn phương án phải dùng thêm nhiều bánh trung gian Điều làm cho thân máy thêm phức tạp (vì phải lắp nhiều trục để lắp bánh trung gian ) cấu dẫn động trở nên cồng kềnh, làm việc thường có tiếng ồn Truyền động xích có nhiều ưu điểm gọn nhẹ, dẫn động trục cam khoảng cách lớn Tuy phương án có nhược điểm đắt tiền giá thành chế tạo xích đắt bánh nhiều Khi xích bị mịn gây nên tiếng ồn làm sai lệch pha phân phối Hình 5: Các phương án 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 2.2 Kết cấu chi tiết cấu phân phối khí dùng xupap: 2.2.1 Xupap: Xupap thực đóng mở đường nạp (xupap nạp) đường thải (xupap xả) để thực q trình trao đổi khí Thường xylanh có tối thiểu xupap nạp, xupap xả, xupap nạp thường có kích thước lớn so với xupap xả Ngày để tăng tiết diện lưu thơng cho q trình trao đổi khí người ta bố trí số lượng xupap nạp, xả xylanh nhiều Hình 6: Kết cấu xupáp a) - Nấm bằng; b) – Nấm lõm; d, đ,e) – Nấm lồi; c) – Nấm xupáp làm rỗng Kết cấu xupáp chia làm phần: Phần nấm, phần thân phần đuôi Phần nấm chịu tác dụng áp suất khí thể chịu tác dụng lực quán tính nên làm việc chịu va đập lớn gây biến dạng Phần có nhiệm vụ định vị lò xo lắp ráp Để tránh hao mòn thân máy nắp xilanh người ta thường ép vào họng đường ống nạp thải vòng đế xupáp Vật liệu chế tạo:Miếng tăng cứng hợp kim: Cobalt (Co) Crom (Cr) Tungsten (W) Hợp kim cứng, chịu mài mòn cao chống lại oxy hóa nhiệt độ cao Miếng tăng cứng hàn vào mặt xupáp hay đế xupáp để tăng khả chịu nhiệt Thân xupap: Thân xupap có nhiệm vụ dẫn hướng, tản nhiệt làm kín nên phần thân xupap phải gia cơng với độ xác cao độ bóng cao Phần nối tiếp nấm thân thường làm nhỏ lại để dễ gia công tránh bị kẹp xupap ống dẫn hướng phần thân có nhiệt độ cao phần b) c) Hình : Kết cấu thân xupap Đế xupap: Để tránh hao mòn thân máy người ta dùng đế xupáp ép vào họng đường ống nạp đường ống thải Hình 8: Kết cấu đế xupáp a) - Đế có mặt ngồi dạng hình trụ; b) - Đế mặt ngồi hình cơn; c) - Đế lắp vào nắp xilanh ren; d) - Đế ép bị lỏng ra; e) - Đế có ren Đế có mặt ngồi mặt trụ có tiện rãnh để ép kim loại biến dạng vào rãnh giữ đế xupáp Có mặt ngồi mặt Loại có khơng ép sát đáy mà để khe hở nhỏ 0,04mm để cịn ép tiếp bị lỏng Có loại đế lắp vào thân máy nắp xilanh ren Loại đế mà sau lắp phải cán bề mặt nắp máy để kim loại biến dạng giữ chặt đế Loại thường sử dụng Nấm xupap: Phần quan trọng nấm mặt làm việc với góc vát alpha Góc alpha nhỏ, tiết diện thơng qua xupap lớn dịng khí bị ngoặt làm tăng sức cản lưu động dịng khí, mặt khác chiều dày nấm nhỏ ảnh hưởng đến sức bền nấm Do hầu hết xupap thải có góc alpha = 45 độ cịn xupap nạp thông thường từ 30˚