Giáo trình động cơ đốt trong 1 - Chương 4 pps

Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 59 Chương 4 HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ I. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI I.1. Công dụng Cơ cấu phân phối khí trên động cơ đốt trong có công dụng thực hiện quá trình thay đổi môi chất: thải sạch sản vật cháy ra khỏi xylanh và nạp đầy môi chất mới (không khí hoặc hòa khí) vào xylanh giúp cho động cơ làm việc liên tục. I.2. Phân loại Trên động cơ đốt trong thường dùng các loại cơ cấu phối khí sau: - Cơ cấu phân phối khí kiểu supap: dùng supap đóng mở lỗ nạp và lỗ thải. - Cơ cấu phân phối khí kiểu van trượt: đa số sử dụng trên động cơ hai kỳ, piston đóng vai trò như một van trượt điều khiển đóng mở lỗ nạp và lỗ thải. - Cơ cấu phân phối khí kiểu phối hợp: kết hợp hai kiểu trên, vừa có supap vừa có van trượt, được sử dụng trên các động cơ hai kỳ quét thẳng. Trong các loại cơ cấu phân phối khí trên, cơ cấu phân phối khí kiểu supap được dùng rộng rãi nhất hiện nay. Cơ cấu phân phối khí này bao gồm các chi tiết: cặp bánh rang dẫn động, trục cam, con đội, lò xo supap, supap, ống dẫn hướng (ống kềm supap), hệ thống đũa đẩy, II. YÊU CẦU Để đảm bảo tính năng làm việc của động cơ, cơ cấu phân phối khí phải thoả mãn các yêu cầu: - Đóng mở đúng thời gian quy đònh và đảm bảo độ kín khít. - Độ mở đủ lớn để dòng khí lưu thông. - Làm việc êm dòu, tuổi thọ và độ tin cậy cao. - Thuận tiện trong việc bảo dưỡng, sửa chữa động cơ và giá thành chế tạo hợp lý. III. CÁC PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ SUPAP VÀ DẪN ĐỘNG CƠ CẤU PHỐI KHÍ III.1. Phương án bố trí supap và dẫn động supap Các động cơ đốt trong dùng cơ cấu phân phối khí kiểu supap hiện nay đều bố trí supap theo hai phương án: bố trí supap đặt và bố trí supap treo. III.1.1. Bố trí supap đặt (hình 4.1). Cơ cấu phân phối khí supap đặt thường dùng trên động cơ xăng có tỷ số nén thấp và số vòng quay không lớn lắm. Ưu điểm - Giảm được chiều cao động cơ. - Kết cấu của nắp lylanh đơn giản và dẫn động supap cũng dễ dàng. Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 60 Nhược điểm - Buồng cháy không gọn. - Diện tích truyền nhiệt lớn nên tính kinh tế của động cơ kém (tiêu hao nhiên liệu, giảm hệ số nạp, ). Trong cơ cấu phân phối khí supap đặt, supap lắp ở một bên thân máy, phía trên trục cam và được trục cam dẫn động qua con đội. Supap nạp và supap thải có thể bố trí theo nhiều kiểu khác nhau: xen kẻ hoặc bố trí từng cặp một. III.1.2. Bố trí supap treo Cơ cấu phân phối khí dùng supap treo dùng rất phổ biến trên động cơ Diesel và đa số các động cơ xăng hiện nay (hình 4.2). Do kết cấu của loại này làm cho buồng cháy nhỏ gọn, giúp động cơ có thể tăng được tỷ số nén. Ưu điểm - Buồng cháy rất gọn. - Diện tích bề mặt truyền nhiệt nhỏ nên làm giảm tổn thất nhiệt. - Đối với động cơ xăng, khi dùng cơ cấu này có thể tăng tỷ số nén thêm từ 0,5 ÷ 2 so với bố trí supap đặt. Con đội con lăn Supap Trục cam Đũa đẩy Cò mổ Hình 4.2. Cơ cấu phân phối khí bố trí supap treo 1 – đế supap. 2 – supap. 3 – ống dẫn hướng supap. 4 – lò xo supap. 5 – móng hãm hình côn. 6 – đóa chặn lò xo. 7 – bulông điều chỉnh. 8 – đai ốc hãm. 9 – con đội. 10 – trục cam. Hình 4.1. Cơ cấu phân phối khí bố trí supap đặt. Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 61 - Đường nạp và đường thải thông thoáng, làm cho sức cản khí động nhỏ và tăng được hệ số nạp 5 ÷ 7%. Nhược điểm - Dẫn động supap phức tạp và làm tăng chiều cao động cơ. - Làm cho kết cấu của nắp xylanh trở nên phức tạp gây khó khăn cho gia công chế tạo. Cơ cấu phân phối khí supap treo có thể bố trí supap theo nhiều kiểu khác nhau. Cách bố trí phụ thuộc vào hình dạng buồng cháy và kết cấu của cơ cấu phân phối khí. Động cơ có đường kính xylanh nhỏ (D < 120 mm) thường dùng 2 supap cho một xylanh (một supap nạp và một supap thải), động cơ có đường kính lớn hơn dùng 3 (hai supap nạp và một supap thải) hoặc 4 supap cho một xylanh (hai supap nạp và hai supap thải). III.1.3. Dẫn động supap Để dẫn động supap, trục cam có thể bố trí trên nắp xylanh hoặc hộp trục khuỷu (OHV: Overhead Valve – supap đặt trên nắp xylanh) để dẫn động trực tiếp hay dẫn động gián tiếp qua đòn bẩy (hình 4.2). Số trục cam đặt trên nắp xylanh có thể một (SOHC: Single Overhead Cam) hoặc hai trục cam (DOHC: Double Overhead Cam). (hình 4.3). Ngoài ra trục cam còn bố trí ở thân máy, supap được dẫn động gián tiếp qua con đội, đũa đẩy, III.2. Phương án dẫn động trục cam Trục cam được dẫn động trực tiếp hoặc gián tiếp từ trục khuỷu với tỷ số truyền 1:2 cho động cơ 4 kỳ và tỷ số truyền 1:1 cho động cơ 2 kỳ. Khi lắp ghép phải chú ý dấu trên bánh răng trục cam và bánh răng trục khuỷu để không làm sai quy luật phối khí. Như trên đã đề cập, trục cam có thể bố trí trên thân máy hay hộp trục khuỷu hoặc trên nắp máy. Tùy theo yêu cầu về mặt kết cấu và khoảng cách giữa trục cam với trục khuỷu, có các phương án dẫn động trục cam sau: SOHC DOHC DOHC Hình 4.3. Cơ cấu phân phối khí có một hoặc hai trục cam trên nắp xylanh Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 62 III.2.1. Dẫn động trục cam bằng bánh răng Khi trục khuỷu và trục cam gần nhau, trong cơ cấu phân phối khí có trục cam bố trí trên thân máy hoặc ở hộp trục khuỷu thường được dẫn động bằng bánh răng. Nếu khoảng cách hai trục nhỏ thì thường dùng một cặp bánh răng, khi khoảng cách này lớn phải dùng thêm một hoặc nhiều bánh răng trung gian. Để giảm tiếng ồn trong quá trình truyền động, cặp bánh răng trục cam và trục khuỷu thường làm răng nghiêng. Ưu điểm - Kết cấu đơn giản. - Cặp bánh phân phối khí thường dùng bánh răng nghiêng nên truyền động êm và bền. Nhược điểm - Khi khoảng cách trục cam và trục khuỷu lớn, phương án này phải dùng thêm các bánh răng trung gian. Điều này làm cồng kềnh và phức tạp cho cơ cấu. III.2.2. Dẫn động trục cam bằng xích Khi trục khuỷu và trục cam đặt xa nhau ta dùng xích để truyền động. Nó có ưu điểm là gọn nhẹ và dùng cho các trục có khoảng cách lớn (hình 4.3). Tuy nhiên xích có giá thành lớn hơn so với bánh răng. Mặt khác khi cơ cấu làm việc xích gây tiếng ồn và dễ bò rung động làm sai lệch pha phân phối khí. Để xích luôn luôn được căng, người ta phải có cơ cấu căng xích. III.2.3. Dẫn động trục cam bằng trục Cò mổ Đũa đẩy mổ Trục cam supap Trục khủyu Dấu đònh vò Trục cam Trục khuỷu Trục dẫn động Bánh răng trục khuỷu Bánh răng trục cam Hình 4.5. Dẫn động trục cam bằng trục. Hình 4.6. Dẫn động trục cam bằng đai răng. Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 63 Khi trục cam đặt xa trục khuỷu có thể dùng trục trung gian dẫn động trục cam. Việc ăn khớp giữa trục khuỷu, trục trung gian và trục cam thông qua 2 cặp bánh răng côn, có ổ bi đỡ chặn để trục trung gian không xê dòch theo chiều trục (hình 4.5). III.2.4. Dẫn động trục cam bằng đai răng Đa số các động cơ hiện nay đều dùng cơ cấu phân phối khí dẫn động bằng đai. Ưu điểm lớn nhất của cơ cấu này là truyền động êm dòu, đai có tuổi thọ khá lớn không cần bảo dưỡng và giá thành thấp hơn xích nhiều lần. Để đai luôn căng trong quá trình làm việc, không trượt đai làm sai quy luật phối khí người ta cũng dùng bánh căng đai (hình 4.6). IV. KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT CHÍNH TRONG CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ IV.1. Supap IV.1.1. Công dụng, điều kiện làm việc và vật liệu chế tạo Trong quá trình làm việc, supap có nhiệm vụ đóng và mở các lỗ nạp và lỗ thải theo đúng thời điểm qui đònh. Hình thành nên quy luật phối khí trên động cơ. Khi thực hiện quá trình đóng mở, mặt nấm supap chòu tải trọng va đập, lực khí thể và tải trọng nhiệt độ rất lớn. - Lực khí thể tác dụng lên mặt nấm có thể đạt 10.000 ÷ 30.000N. - Va đập mạnh với đế supap nên rất dễ bò biến dạng. - Mặt nấm supap thải tiếp xúc trực tiếp với khí cháy có nhiệt độ cao (1.100 ÷ 1.200 o C đối với động cơ xăng và 700 ÷ 900 o C đối với động cơ Diesel) và vận tốc lớn. - Bò ăn mòn hoá học (lưu huỳnh trong nhiên liệu cháy tạo thành axít ăn mòn mặt nấm). Do điều kiện làm việc phức tạp như trên nên vật liệu chế tạo supap thải phải có sức bền cơ học cao, chòu nhiệt tốt và chống được ăn mòn hoá học. Vật liệu thường dùng là thép hợp kim: X9C2, HX9C2, Ngoài ra để nâng cao tính chống mòn của mặt nấm supap, người ta còn dùng hợp kim cứng để mạ lên mặt làm việc của nấm một lớp khoảng 1,5 ÷ 2,5mm. Đối với supap nạp, do được làm mát bởi dòng khí nạp đi vào nên thường dùng các loại vật liệu có yêu cầu thấp hơn như thép hợp kim crôm hay crôm niken: 4CX, 37XC, 40X, 40X9C2, IV.1.2. Phân loại supap Nếu dùng tiêu chuẩn phân loại theo kiểu bố trí, supap có các loại sau: - Kiểu supap đặt - Kiểu supap treo, có các loại: OHC, SOHC, DOHC đã được giới thiệu ở phần trên. - Kiểu supap hỗn hợp: supap vừa treo và vừa đặt. Giới thiệu hệ thống điều khiển supap trên các xe hiên nay 1) Hệ thống điều khiển phân phối khí thông minh VVT-i. Hệ thống điều khiển supap trên xe Toyota Corolla Altis: kiểu cơ cấu phân phối phối khí DOHC, dẫn động bằng xích, không có đệm chỉnh supap, bộ căng xích hoạt động bằng lò xo và áp suất dầu bôi trơn được giới thiệu trên (hình 4.7) và (hình 4.8). Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 64 Hệ thống điều khiển phân phối khí thông minh VVT-i (VVT-i – Variable Valve Timing with intelligence): thay đổi góc phối khí của trục cam nạp một cách tối ưu theo các chế độ hoạt động của động cơ nhằm nâng cao công suất, tính kinh tế nhiên liệu và giảm tối thiểu lượng khí xả gây ô nhiễm. 2) VTEC – Variable Valve Timing and Lift Electronic Control Hệ thống VTEC là hệ thống điều khiển sự thay đổi thời gian và độ đóng mở supap bằng điện tử để phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ. Đây là kiểu động cơ đầu tiên trên thế giới được kết hợp giữa hệ thống phân phối khí của động cơ đang sử dụng hiện nay và động cơ tốc độ cao như xe đua, thông qua việc sử dụng một cơ cấu cam đặc biệt gồm có: cam tốc độ cao và cam tốc độ thấp. Với sự trang bò cơ cấu cam đặc biệt này, động cơ sẽ tạo ra một phạm vi công suất rộng ở tốc độ thấp và trung bình để phù hợp cho việc vận hành trong thành phố, đồng thời động cơ cũng phát ra công suất tối đa khi vận hành ở đường cao tốc. Hệ thống VTEC là một trong những kết quả của sự nỗ lực sáng tạo củùa các nhà chế tạo ôtô nói chung và của HONDA nói riêng. Đặc điểm của VTEC - Vận hành và sử dụng như một động cơ thường. - Công suất cao phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ. - Gia tốc nhanh từ tốc độ thấp đến tốc độ cao. Bộ căng xích cam Guốc tỳ xích cam Giảm chấn xích cam Vòi phun dầu Lò xo hãm Vấu hãm Cần đẩy Lò xo Con đội supap Hình 4.7. Hệ thống điều khiển supap trên xe Toyota Corolla Altis Bơm nhớt Cảm biến vò trí trục khuỷu Bộ điều khiển phối khí Cảm biến nhiệt độ nước Van điều khiển phối khí Cảm biến VVT ECU Cảm biến vò trí bướm ga Cảm biến lưu lượng không khí Hình 4.8. Hệ thống điều khiển phân phối khí VVT-i Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 65 - Vận hành êm dòu trong thành phố nhờ vào sự hoạt động của cam tốc độ thấp. - Hiệu suất ưu việt ở tốc độ cao đồng thời với việc tiết kiệm nhiên liệu. - Đáp ứng nhanh không sử dụng tăng áp nhờ vào khả năng tự hút của nó. Phân loại động cơ HONDA VTEC DOHC VTEC: là kiểu động cơ có đặc điểm nổi bật là điều khiển sự thay đổi độ mở và thời gian phân phối khí của cả supap nạp và supap thải phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ. Đây là loại động cơ có hiệu suất cao với khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Tính ưu việt của loại này phù hợp cho các loại xe du lòch và thể thao (hình 4.9). Động cơ trang bò hệ thống DOHC VTEC được bố trí 4 supap cho mỗi xylanh bao gồm:2 supap nạp và 2 supap thải. Mỗi một cặp supap ngoài 2 vấu cam và 2 cò mổ như động cơ thường, nó còn được trang bò thêm một cò mổ thứ 3 (cò mổ giữa) và một vấu cam thứ ba (vấu cam trung tâm). Hai vấu cam bên ngoài điều khiển sự hoạt động ở tốc độ thấp, còn vấu cam trung tâm điều khiển sự phân phối khí ở tốc độ cao. Để có thể chuyển đổi sự phân phối khí này, người ta bố trí 2 piston thủy lực nằm bên trong cò mổ thứ nhất và cò mổ giữa với nhiệm vụ là kết nối các cò mổ thành một khối duy nhất hay tách chúng ra riêng rẽ với nhau dưới sự điều khiển của áp lực dầu. Ngoài ra, phía dưới cò mổ giữa còn được trang bò thêm một lò xo phụ với chức năng giữ cho cò mổ giữa luôn luôn tiếp xúc với vấu cam trung gian ở tốc độ thấp đồng thời tăng sự êm dòu ở tốc độ cao. Khi hoạt động ở tốc độ thấp, hai vấu cam bên ngoài tác dụng trực tiếp lên hai cò mổ. Những vấu cam tốc độ thấp này tối ưu hóa cho hoạt động êm dòu và tiết kiệm nhiên liệu cho động cơ. Vấu cam tốc độ cao lúc này tiếp xúc với cò mổ giữa nhưng cò mổ này không nối với chi tiết nào do đó không xảy ra quá trình truyền công suất (hình 4.10). Tại các số vòng quay cao, áp suất dầu đẩy một chốt kim loại xuyên qua hai cò mổ và cò mổ trung tâm, lúc này cả 3 cò mổ được liên kết thành một khối (hình 4.11). Từ vấu cam tốc độ cao đẩy xa hơn so với vấu cam tốc độ thấp, hai cò mổ bây giờ hoạt động theo biên dạng của vấu cam tốc độ cao. Biên dạng của vấu cam tốc độ cao được thiết kế sao cho có thể mở các supap rộng hơn, và thời gian mở lâu hơn, do đó cho nhiều hỗn hợp không khí và nhiên liệu đi vào bên trong xylanh hơn. Chú ý là có hai trục cam, một điều khiển các supap hút và một điều khiển các supap xả. Mỗi một cặp supap có 3 vấu cam: 2 vấu cam tốc độ thấp bên ngoài và một vấu cam tốc độ cao ở giữa. Cả hai supap đều đóng Vấu cam tốc thấp độ thấp Vấu cam tốc thấp độ cao Cò mổ giữa Cò mổ Trục cam Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 66 Với sự cải tiến việc nạp và thải cho phép động cơ duy trì mômen xoắn của động cơ khi số vòng quay tăng, kết quả là công suất đầu ra cao hơn. DOHC được sử dụng trên các xe: 160HP Civic Si, 170HP Integra GS-R, 195HP Integra Type-R, SOHC VTEC: Sau những thành công của các động cơ DOHC VTEC, hãng HONDA đã có thêm sự tự tin với việc sử dụng công nghệ VTEC. Nó đã chứng tỏ được sự tin cậy và tính kinh tế so với việc tăng dung tích hoặc sử dụng tăng áp. HONDA quyết đònh áp dụng công nghệ VTEC rộng hơn với việc giới thiệu hệ thống SOHC VTEC. Cũng giống như các chức năng của DOHC, SOHC VTEC việc tăng hỗn hợp không khí và nhiên liệu ở tốc độ cao trong khi vẫn giữ được tính êm dòu và kinh tế ở tốc độ thấp. Nhưng thiết kế của nó đơn giản với hiệu quả khiêm tốn và đặc biệt là công suất đầu ra không cao bằng động cơ DOHC VTEC (hình 4.12). Trong động cơ SOHC, bố trí một trục cam cho từng dãy xylanh. Vì vậy cả các vấu cam hút và cam xả đều được bố trí giống nhau trên trục cam. Ba vấu cam ở giữa là vấu cam hút, hai vấu cam tốc độ thấp tiếp xúc với hai cò mổ, nó xoay và mở các supap hút. Vấu cam tốc độ tiếp xúc với một cò mổ trung tâm. Có sự giống nhau giữa các vấu cam của các supap hút của hai hệ thống SOHC VTEC và DOHC VTEC. Tính năng cơ bản để tiến tới kỹ thuật cao ở kiểu động cơ là chỉ điều khiển sự thay đổi trạng thái của cặp supap hút còn cặp supap thải làm việc bình thường ở tất cả các Hình 4.12. SOHC VTEC. Vấu cam tốc độ thấp Vấu cam tốc độ cao Cò mỗ giữa Cò mỗ Chốt nối Trục cam Cam không đội Chốt nối di chuyển Cam đội Áp suất dầu supap mở supap đóng Hình 4.11. VTEC hoạt động ở tốc độ cao. Hình 4.10. VTEC hoạt động ở tốc độ thấp. Vấu cam tốc độ thấp độ thấp Vấu cam tốc độ thấp độ cao Cò mỗ giữa Cò mỗ Trục cam Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 67 tốc độ. Hoạt động của các supap hút trong hệ thống này tương tự như trong hệ thống DOHC VTEC. SOHC VTEC được trang bò trên các loại xe: Civic EX, Accord LX/EX/V6, Odyssey LX/EX, VTEC-E: Tính ưu việt ở động cơ này là công suất động cơ cao đồng với việc tiết kiệm nhiên liệu. Cơ cấu phân phối khí của động cơ này gần giống như kiểu phân phối khí của động cơ 4 supap thông thường, nhưng nó được cải tiến để phân phối khí tốt hơn. Ở tốc độ thấp, lượng hòa khí nạp vào trong xylanh được tiết kiệm do chỉ mở một trong hai supap hút. Kiểu động cơ VTEC-E được kết hợp từ 2 loại động cơ SOHC VTEC và DOHC VTEC để tạo thành loại động cơ mang ưu việt của 2 động cơ này. Các chế độ làm việc của cơ cấu VTEC được thể hiện trên (hình 4.14). IV.1.3. Kết cấu supap nạp, supap thải và khe hở nhiệt của cơ cấu phân phối khí Về kết cấu, supap được chia ra 3 phần : nấm supap (đầu), thân supap và đuôi supap. 1) Nấm supap (đầu supap) Mặt nấm supap tiếp xúc với đế supap, đây là bề mặt làm việc quan trọng nhất của supap có dạng mặt côn với có góc α = 15 ÷ 45 0 (đa số supap đều dùng góc α = 45 0 ). Nếu góc α càng nhỏ thì Hình 4.13. Bố trí vấu cam trên hệ thống SOHC VTEC. Cò mỗ supap xả Vấu cam tốc độ thấp Vấu cam tốc độ cao Cò mỗ supap nạp Cò mỗ giữa Trục cam Hình 4.14. Các chế độ hoạt động của động cơ VTEC. Cò mỗ Cò mỗ Cò mỗ Áp suất dầu Áp suất dầu Biên dạng cam tốc độ cao Biên dạng cam tốc độ thấp Hoạt động của supap nạp Hoạt động của supap nạp Hoạt động của supap nạp Chế độ tốc độ thấp Chế độ tốc độ trung bình Chế độ tốc độ cao Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 68 tiết diện lưu thông càng lớn, tuy nhiên khi α nhỏ thì phần nấm càng mỏng và độ cứng vững càng kém. Góc của mặt côn trên nấm thường làm nhỏ hơn góc của mặt côn trên đế supap khoảng 0,5 ÷ 1 0 để đảm bảo kín khít, cho dù mặt nấm có bò biến dạng nhỏ. Kết cấu của nấm supap thường có ba loại: - Nấm bằng: chế tạo đơn giản, có thể dùng cho cả supap nạp và supap thải. Đa số các động cơ hiện nay đều dùng loại này (hình 4.15). - Nấm lõm: kết cấu này cải thiện tình trạng lưu thông của dòng khí nạp vào xylanh và tăng độ cứng vững cho phần nấm. Tuy nhiên, mặt chòu nhiệt của supap lớn nên dễ bò quá tải nhiệt và chế tạo khó khăn (hình 4.16a). - Nấm lồi: tuy kết cấu nấm lồi có cải thiện tình trạng lưu động của dòng khí nhưng nấm lồi khó chế tạo và mặt chòu nhiệt lớn (4.16b). Trong một số động cơ cường hoá công suất supap thải thường làm rỗng, bên trong chưa Na (50 ÷ 60% thể tích). Tác dụng là để truyền nhiệt tốt, tránh cho supap thải bò quá nhiệt vì Na nóng chảy ở 97 0 C nên khi thành thể lỏng, điều kiện truyền nhiệt sẽ nhanh và supap được giải nhiệt tốt hơn. 2) Thân supap Thân supap có tác dụng dẫn hướng và tản nhiệt, vì vậy để phát huy vai trò này phần thân thường có xu hướng làm tăng đường kính. Tuy nhiên phần thân cũng không được làm quá lớn vì supap có yêu cầu phải gọn nhẹ và dòng khí lưu thông dễ dàng. - Khi supap được dẫn động bằng con đội, hệ thống đòn bẩy thường là lực điều khiển theo phương trục supap do đó không có lực nghiêng hoặc lực nghiêng nhỏ thì thân supap có đường kính: d =(0,16 ÷ 0,25).d n với d n – đường kính của nấm supap. - Khi trục cam trực tiếp dẫn động supap, lực nghiêng xuất hiện ở thân supap lớn nhất nên có thể tăng cường đường kính thân supap: d =(0,3 ÷ 0,4) d n - Chiều dài thân supap: l t =(2,5 ÷ 3,5) d n Nấm supap Thân supap Phốt supap Đuôi supap Ống dẫn hướng supap Lò xo supap Hình 4.15. Kết cấu supap. Hình 4.16. Supap đỉnh lõm (a) và đỉnh lồi (b). b) a) [...]... Supap thải ; b) Supap đóng ; c) Supap mở; d) Các chi tiết của cơ cấu 1 – thân của cơ cấu xoay; 2 – viên bi; 3 – vòng tựa; 4 – vòng khoá; 5 – lò xo supap; 6 – vòng chặn lò xo; 7 – móng hãm; 8 – lò xo đóa; 9 – lò xo hồi; 10 – ống kềm supap; Hình 4 .18 Cơ cấu xoay supap thải 11 – natri kim loại 69 Giáo trình Động cơ đốt trong 1 4) Khe hở nhiệt của cơ cấu phân phối khí Giữa đuôi supap và con đội hay đòn b y,... cố đònh của lò xo Trong một số động cơ có tốc độ cao, còn dùng hai đến ba lò xo lồng vào nhau với chiều xoắn khác nhau để giảm ứng suất xoắn trên mỗi lò xo, tránh hiện tượng cộng hưởng và cơ cấu vẫn làm việc được trong thời gian ngắn khi có một lò xo bò gẫy (supap không tụt vào xylanh) Hình 4. 21 Lò xo supap Hình 4. 22 Các loại ống dẫn hướng supap 71 Giáo trình Động cơ đốt trong 1 - Biên soạn: ThS Nguyễn... dập bằng thép tấm - Đũa đẩy Đũa đẩy dùng trong cơ cấu phân phối khí kiểu supap treo có dạng thanh thép nhỏ, dài, đặc hoặc rỗng dùng để truyền lực từ con đội đến đòn bẩy Đũa đẩy thường làm bằng thép có thành phần cacbon trung bình 72 Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS Nguyễn Văn Trạng IV.3.2 Kết cấu - Trục cam Kết cấu của trục cam gồm có các phần như (hình 4. 23) Trong động cơ ô tô các cam được... cũng tính đến sự giãn nở của cơ cấu phân phối khí do chòu nhiệt độ cao khi làm việc nên người ta phải để khe hở trong khâu dẫn động cơ cấu supap 73 Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS Nguyễn Văn Trạng Cũng chính do có khe hở này mà trong cơ cấu truyền lực từ cam, con đội đến supap có sự va đập Để khắc phục hiện tượng này người ta dùng con đội thủy lực, trong cơ cấu phân phối khí dùng con... supap nạp) Hình 4 .19 Động cơ GAZ – 51A, GAZ – 63, GAZ – 69 ở trạng thái nguội - Khe hở supap nạp là 0,23 mm - Biên soạn: ThS Nguyễn Văn Trạng Vít điều chỉnh Cò mổ Khe hở nhiệt Supap Nắp xylanh Đũa đẩy Con đội supap Thân máy Khe hở supap thải là 0,28 mm Động cơ GAZ – 53A ở trạng thái nguội - Khe hở supap nạp là 0,25 mm - Khe hở supap thải là 0,30 mm Trục cam Hình 4 .19 Khe hở nhiệt của cơ cấu phối khí... dẫn hướng cho supap chuyển động theo một quy luật nhất đònh, thuận tiện trong quá trình sửa chữa và tránh hao mòn cho thân máy hoặc nắp xylanh IV.2.2 Kết cấu - Đế supap Kết cấu của đế supap đơn giản, thường chỉ là vòng tròn hình trụ, trên có vát mặt côn để tiếp xúc với mặt côn của nấm supap Một vài loại đế supap được giới thiệu trên (hình 4. 20) 70 Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS Nguyễn Văn.. .Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS Nguyễn Văn Trạng Để supap không kẹt trong ống dẫn hướng lúc nóng người ta thường thu nhỏ đường kính thân supap phần đầu nấm hoặc khoét rộng lỗ ống dẫn hướng một ít ở phần đầu nấm Đuôi supap 3) Đuôi supap Móng hãm Đuôi supap thường có hình dạng đặc biệt để lắp ghép với đóa lò xo Khi dẫn động supap bằng cơ cấu con đội và đũa đẩy,... con đội, cho nên một lượng nhớt nhỏ trong khoang bên dưới piston sẽ thoát ra ngoài khi cam đội Lượng nhớt này sẽ được bù lại khi cam không đội, để bảo đảm cho khe hở của cơ cấu phối khí bằng không 74 Giáo trình Động cơ đốt trong 1 - Biên soạn: ThS Nguyễn Văn Trạng Cò mổ và đũa đẩy Đũa đẩy có dạng một thanh thép nhỏ, đặc hoặc rỗng có công dụng truyền lực từ con đội đến cò mổ Đầu tiếp xúc có dạng hình... cam quyết đònh thứ tự làm việc và góc độ phối khí cũng như số kỳ trên động cơ Trên động cơ bốn kỳ, cam nạp và cam thải có thể bố trí trên cùng một trục hoặc hai trục trong đó một trục cam nạp và một trục cam thải Trong động cơ tónh tại và tàu thủy cam nạp và cam thải thường làm rời rồi lắp lên trục bằng then hoặc bằng đai ốc Để dẫn động êm dòu, dạng răng trên bánh răng trục cam thường là kiểu răng nghiêng... thành phần cacbon thấp như: 15 X, 15 MH, hoặc thép có thành phần cacbon trung bình như thép 40 hay 45 - Con đội Con đội là một chi tiết máy truyền lực trung gian đồng thời chòu lực nghiêng do cam gây ra trong quá trình dẫn động supap, làm cho supap hoàn toàn không chòu lực nghiêng Các loại con đội thường làm bằng thép có thành phần cacbon thấp hay trung bình hoặc thép hợp kim 15 X, 20X, Mặt làm việc được . Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 59 Chương 4 HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ I. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI I .1. Công dụng Cơ cấu phân phối khí trên động cơ đốt trong có. – lò xo hồi; 10 – ống kềm supap; 11 – natri kim loại. Hình 4 .18 . Cơ cấu xoay supap thải. Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Trạng 70 4) Khe hở nhiệt của cơ cấu phân phối. đóng Hình 4 .11 . VTEC hoạt động ở tốc độ cao. Hình 4 .10 . VTEC hoạt động ở tốc độ thấp. Vấu cam tốc độ thấp độ thấp Vấu cam tốc độ thấp độ cao Cò mỗ giữa Cò mỗ Trục cam Giáo trình Động cơ đốt trong 1 Biên