giáo trình bảo dưỡng sửa chữa phân phối khí

0 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN: BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG CỤC DẠY NGHỀ GIÁO TRÌNH Mô ñun: Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống phân phối khí NGHỀ: CÔNG NGHỆ Ô TÔ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP VÀ CAO ĐẲNG NGHỀ (Ban hành kèm theo Quyết ñịnh số: ) Năm 2012 1 Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể ñược phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục ñích về ñào tạo và tham khảo. Mọi mục ñích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục ñích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. MÃ TÀI LIỆU: MĐ 23 2 LỜI GIỚI THIỆU Ngành công nghiệp ô tô là một ngành công nghiệp nặng với công nghệ cao. Đòi hỏi các nhà nghiên cứu, thiết kế cũng như vận hành, sửa chữa có sự tích luỹ và không ngừng tìm hiểu, trau rồi kiến thức. Để trang bị những kiến thức cơ bản cả về lý thuyết và thực hành về ô tô nói chung và hệ thống phân phối khí nói riêng, chúng tôi biên soạn giáo trình “Bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống phân phối khí”. Giáo trình nhằm phục vụ: - Các học sinh học ngành Công nghệ ô tô trong trường cũng như các bạn yêu thích nghề cần có tài liệu tham khảo, chắc rằng sẽ tìm thấy trong cuốn sách nhiều ñiều bổ ích. - Các thầy giáo, cô giáo dạy chuyên ngành Công nghệ ô tô làm tài liệu chính ñể giảng dạy. Nội dung giáo trình bao gồm sáu bài: Bài 1. Nhận dạng, tháo lắp hệ thống phân phối khí Bài 2. Bảo dưỡng hệ thống phân phối khí Bài 3. Sửa chữa nhóm xu páp Bài 4. Sửa chữa cơ cấu dẫn ñộng xu páp Bài 5. Sửa chữa con ñội và trục cam Bài 6. Sửa chữa bộ truyền ñộng trục cam Kiến thức trong giáo trình ñược biên soạn theo nội dung trong chương trình khung năm 2010 của Tổng cục Dạy nghề, sắp xếp logic từ nhiệm vụ, cấu tạo, nguyên lý hoạt ñộng của hệ thống phân phối khí ñến cách phân tích các hư hỏng, phương pháp kiểm tra và quy trình thực hành sửa chữa. Mặc dù ñã rất cố gắng nhưng chắc chắn không thể tránh khỏi sai sót, tác giả rất mong nhận ñược ý kiến ñóng góp của bạn ñọc ñể giáo trình ñược hoàn thiện hơn cho lần xuất bản sau. Xin trân trọng cảm ơn Tổng cục Dạy nghề, Trường Cao ñẳng nghề Cơ khí Nông nghiệp và các bạn ñồng nghiệp ñã giúp tác giả hoàn thành giáo trình này. Vĩnh Phúc, ngày…tháng… năm 2012 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: 3 MỤC LỤC TT ĐỀ MỤC TRANG 1 Lời giới thiệu 2 2 Mục lục 3 3 Bài 1. Nhận dạng, tháo lắp hệ thống phân phối khí 4 4 Bài 2. Bảo dưỡng hệ thống phân phối khí 17 5 Bài 3. Sửa chữa nhóm xu páp 45 6 Bài 4. Sửa chữa cơ cấu dẫn ñộng xu páp 66 7 Bài 5. Sửa chữa con ñội và trục cam 70 8 Bài 6. Sửa chữa bộ truyền ñộng trục cam 86 9 Câu hỏi ôn tập 97 4 BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ Mã mô ñun: MĐ 23 I. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô ñun: - Mô ñun ñược bố trí dạy sau các mô ñun: MĐ 20, MĐ 21, MĐ 22 - Là mô ñun chuyên môn nghề. - Có ý nghĩa và vai trò quan trọng trong việc cung cấp một phần kiến thức, kỹ năng nghề nghề công nghệ ô tô II. Mục tiêu của mô ñun: - Trình bày ñúng nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống phân phối khí - Mô tả ñúng cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống phân phối khí dùng trên ñộng cơ - Phân tích ñúng hiện tượng, nguyên nhân sai hỏng, phương pháp kiểm tra, sửa chữa sai hỏng của hệ thống phân phối khí - Tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa ñược hệ thống phân phối khí ñúng quy trình, quy phạm và ñúng tiêu chuẩn kỹ thuật trong bảo dưỡng, sửa chữa - Sử dụng ñúng các dụng cụ tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống phân phối khí bảo ñảm chính xác và an toàn - Chấp hành ñúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên. III. Nội dung chính của mô ñun BÀI 1 NHẬN DẠNG, THÁO LẮP HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ Mã bài: MĐ 23- 01 Giới thiệu chung Bài học sẽ cung cấp cho học sinh những khái niệm, nguyên lý hoạt ñộng của hệ thống phân phối khí. Ngoài ra còn cung cấp kiến thức, hình ảnh ñể học sinh nhận dạng cũng như trình tự tháo, lắp hệ thống phân phối khí Mục tiêu: - Phát biểu ñúng nhiệm vụ, phân loại và nguyên lý làm việc của các loại hệ thống phân phối khí - Tháo, lắp hệ thống phân phối khí ñúng quy trình và ñúng yêu cầu kỹ thuật - Chấp hành ñúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên. Nội dung chính: 5 1. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU 1.1 Nhiệm vụ Hệ thống phân phối khí (cơ cấu phân phối khí) có nhiệm vụ ñóng, mở các cửa hút (nạp), cửa xả (thải) ñể nạp ñầy hỗn hợp (xăng + không khí) hoặc không khí vào trong xy lanh và xả sạch khí ñã cháy ra ngoài theo trình tự làm việc của ñộng cơ. 1.2 Yêu cầu - Đảm bảo chất lượng của quá trình trao ñổi khí. - Đóng, mở các xu páp ñúng thời ñiểm. - Đảm bảo ñóng kín buồng cháy. - Độ mòn của chi tiết ít nhất và tiếng kêu nhỏ nhất. - Dễ ñiều chỉnh, sửa chữa và thay thế khi hư hỏng. 2. PHÂN LOẠI 2.1 Hệ thống phân phối khí dùng xu páp - Hệ thống phân phối khí loại xu páp ñặt bên - Hệ thống phân phối khí loại xu páp treo - Hệ thống phân phối khí loại trục cam trên nắp máy 2.2 Hệ thống phân phối khí loại ngăn kéo phân phối (van trượt) 2.3 Hệ thống phân phối khí loại kết hợp (vừa ngăn kéo vừa có xu páp) a b Hình 1.1: Hệ thống phân phối khí loại xu páp ñặt bên (a) và xu páp treo (b) 6 a b Hình 1.2: Hệ thống phân phối khí loại trục cam ñặt trên nắp máy (a) và loại ngăn kéo phân phối (b) 3. NHẬN DẠNG HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ 3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt ñộng các loại hệ thống phân phối khí 3.1.1 Hệ thống phân phối khí dùng xu páp 3.1.1.1 Hệ thống phân phối khí loại xu páp ñặt bên a. Cấu tạo: Hình 1.3: Sơ ñồ cấu tạo hệ thống phân phối khí loại xu páp ñặt bên 1- Trục cam; 4- Móng hãm 7- Xu páp 2- Con ñội; 5- Lò xo xu páp; 8- Ổ ñặt xu páp 3- Bu lông chỉnh khe hở nhiệt; 6- Bạc dẫn hướng; 9- Khe hở nhiệt Thông thường, hệ thống phân phối khí loại xu páp ñặt bên thường chia ra các bộ phận sau: 1 3 4 5 6 7 9 8 2 7 - Bộ phận ñóng kín: ñể ñóng kín cửa hút và cửa xả, ñóng kín gồm: ổ ñặt xu páp, lò xo, ñĩa tựa, móng hãm và bạc hướng dẫn. - Bộ phận truyền lực: Truyền lực từ trục phân phối ñến các xu páp: con ñội. - Bộ phận trục phân phối: Điều khiển sự ñóng mở của các xu páp. - Bộ phận truyền ñộng cho trục phân phối: truyền chuyển ñộng quay từ trục cơ ñến trục phân phối, bộ phận truyền ñộng thường dùng bánh răng, ñai và xích. b. Nguyên lý hoạt ñộng: Khi ñộng cơ hoạt ñộng, trục khuỷu quay thông qua cặp bánh răng phân phối (hình 1.3) làm quay trục cam 1. Tới lúc ñỉnh vấu cam tì và ñẩy con ñội ñi lên, qua con ñội ñẩy xu páp 7 ñi lên mở cho hỗn hợp nhiên liệu vào buồng ñốt, lúc ñó ñĩa lò xo 4 cũng ép lò xo 5 ngắn lại. Khi vấu cam trượt qua ñáy con ñội thì lực ñàn hồi của lò xo 5, thông qua ñĩa 4, ñẩy xu páp ñi xuống ñóng cửa thông ñồng thời cũng ñẩy con ñội ñi xuống tiếp xúc với mặt cam. Bu lông con ñội dùng ñể ñiều chỉnh khe hở nhiệt giữa con ñội và ñuôi xu páp tránh làm kênh khi ñóng kín xu páp. Hệ thống ñiều khiển mở xu páp là do vấu cam 1 thực hiện, ñiều khiển ñóng xu páp là lực ñàn hồi của lò xo xu páp 5 thông qua ñĩa lò xo 4 thực hiện. Hiện nay, chỉ dùng hệ thống phân phối khí dùng xu páp ñặt bên trên các ñộng cơ xăng 4 kì kiểu cũ, có tỉ số nén ε thấp hoặc trên ñộng cơ 4 kì chạy bằng dầu hoả. 3.1.1.2 Hệ thống phân phối khí loại xu páp treo a. Cấu tạo: Hình 1.4: Sơ ñồ cấu tạo hệ thống phân phối khí loại xu páp treo 8 1- Ổ ñặt 6- Móng hãm 11- Đ ũa ñẩy 2- Xu páp 7- Đòn gánh 12- Con ñội 3- Bạc dẫn hướng 8- Trục ñòn gánh 13- Trục cam 4- Lò xo 9- Vít ñiều chỉnh 14- BR phân ph ối 5- Đĩa tựa 10- Giá ñỡ Thông thường, hệ thống phân phối khí loại xu páp treo cũng thường chia ra các bộ phận sau: - Bộ phận ñóng kín: ñể ñóng kín cửa hút và cửa xả, ñóng kín gồm: ổ ñặt xu páp, lò xo, ñĩa tựa, móng hãm và bạc hướng dẫn. - Bộ phận truyền lực: Truyền lực từ trục phân phối ñến các xu páp, gồm: cụm ñòn gánh, thanh ñẩy, con ñội. - Bộ phận trục phân phối: Điều khiển sự ñóng mở của các xu páp. - Bộ phận truyền ñộng cho trục phân phối: truyền chuyển ñộng quay từ trục cơ ñến trục phân phối, bộ phận truyền ñộng thường dùng bánh răng, ñai và xích. b. Nguyên lý hoạt ñộng: Khi ñộng cơ hoạt ñộng, trục khuỷu quay làm cho trục cam 13 quay khiến các vấu cam quay theo. Vấu cam ñẩy con ñội 12, ñũa ñẩy 11 ñi lên ép cần bẩy 7 quay quanh trục 8 tì ép ñuôi xu páp, qua ñĩa lò xo 5 ép lò xo 4 ñể ñẩy xu páp 2 ñi xuống mở cửa thông. Khi ñỉnh vấu cam trượt qua ñáy con ñội thì lò xo xu páp 4, thông qua ñĩa lò xo 5 ñẩy xu páp ñi lên ñóng cửa thông ñồng thời qua cần bẩy 7 ép ñũa ñẩy 11 và con ñội 12 ñi xuống ñể ñẩy con ñội tiếp xúc với mặt cam. Như vậy, lực mở xu páp là lực ñẩy của vấu cam, còn lực ñóng kín xu páp là lực dãn của lò xo tác dụng lên ñĩa lò xo 5. Ngày nay, toàn bộ ñộng cơ diesel và hầu hết ñộng cơ xăng 4 kì ñều dùng hệ thống phân phối khí loại xu páp treo vì có nhiều ưu ñiểm: - Buồng cháy gọn. - Ít cản ñối với ñường nạp giúp nạp nhiều môi chất mới. - Dễ kiểm tra ñiều chỉnh khe hở nhiệt của các xu páp. * So sánh ưu, nhược ñiểm giữa hệ thống phân phối khí loại xu páp treo và hệ thống phân phối khí loại xu páp ñặt bên - Dùng hệ thống phân phối khí xu páp ñặt bên chiều cao ñộng cơ giảm xuống, kết cấu nắp xy lanh ñơn giản, dẫn ñộng xu páp cũng dễ dàng hơn. - Hệ thống phân phối khí xu páp treo thì buồng cháy gọn. - Hệ thống phân phối khí xu páp treo thì việc bố trí xu páp hợp lý hơn. 3.1.1.3 Hệ thống phân phối khí loại trục cam ñặt trên nắp máy Đa số các ñộng cơ hiện ñại sử dụng trục cam trên nắp máy, tức là trục cam ñược ñặt trên các xu páp. Các vấu cam trên trục cam tác ñộng trực tiếp lên các xu páp hoặc thông qua một vật liên kết ngắn. Có một số cơ cấu thông dụng như SOHC, DOHC, 9 Hình 1.5 Cơ cấu phân phối khí loại trục cam ñặt trên nắp máy 1. Trục cam; 2. Xu páp a. Cơ cấu SOHC Cơ cấu SOHC (viết tắt từ tiếng Anh: Single Over Head Camshaft) dùng ñể chỉ cơ cấu phối khí một trục cam trên ñỉnh. Trong cơ cấu này, trục cam ñược bố trí trong cụm ñầu xy lanh (trên ñỉnh piston), ñược dẫn ñộng bởi xích cam và ñiều khiển xu páp thông qua mỏ cò. Ưu ñiểm của cơ cấu là do giảm nhiều chi tiết dẫn ñộng nên nó hoạt ñộng ổn ñịnh hơn, ngay cả ở tốc ñộ cao. Tuy nhiên, cơ cấu này cũng có nhược ñiểm là khả năng ñáp ứng của xu páp không nhanh bằng cơ cấu DOHC. b. Cơ cấu DOHC DOHC (viết tắt từ tiếng Anh: Double Over Head Camshaft) dùng ñể chỉ cơ cấu phối khí hai trục cam trên ñỉnh. Trong cơ cấu này, xu páp nạp và xu páp xả ñược ñiều khiển bởi hai trục cam riêng biệt. Có 2 loại cơ cấu phối khí hai trục cam: loại có sử dụng mỏ cò và loại không sử dụng mỏ cò. Cơ cấu DOHC cho phép thiết kế dạng buồng ñốt ưu việt hơn loại SOHC. Khả năng ñáp ứng và hoạt ñộng của xu páp cũng nhanh hơn và chính xác hơn so với loại SOHC. Do vậy, cơ cấu này ñược áp dụng cho các loại ñộng cơ cần tính năng cao, tốc ñộ cao (xe thể thao, xe hơi) [...]... BÀI 2 B O DƯ NG H TH NG PHÂN PH I KHÍ Mã bài: MĐ 23- 02 Gi i thi u chung Bài h c này s gi i thi u m c ñích, n i dung và yêu c u k thu t c a công tác b o dư ng h th ng phân ph i khí M c tiêu: - Trình bày ñư c m c ñích, n i dung và yêu c u k thu t b o dư ng h th ng phân ph i khí - B o dư ng ñư c h th ng phân ph i khí ñúng phương pháp và ñúng yêu c u k thu t - Ch p hành ñúng quy trình, quy ph m trong ngh... h c: nh n d ng các h th ng phân ph i khí + Bài th c hành giao cho cá nhân, nhóm nh : nh n d ng, tháo, l p; + Ngu n l c và th i gian c n thi t ñ th c hi n công vi c: có ñ y ñ các lo i h th ng phân ph i khí, th i gian theo chương trình ñào t o + K t qu và s n ph m ph i ñ t ñư c: nh n d ng, n m v ng trình t tháo, l p các h th ng phân ph i khí trên ô tô hi n nay + Hình th c trình bày ñư c tiêu chu n c... ng, con ñ i, cam,… 4.2 Quy trình và yêu c u k thu t l p h th ng phân ph i khí 4.2.1 Quy trình l p Trình t l p ngư c l i v i trình t tháo 4.2.2 Yêu c u k thu t l p h th ng phân ph i khí - Trư c khi l p ph i lau th t s ch t t c các chi ti t B m t làm vi c c a t t c các chi ti t ph i bôi m t l p d u máy Tr c cam ph i có khe h theo hư ng tr c nh t ñ nh Tr c cam và bánh răng phân ph i (bánh răng ñ nh th...10 Hình 1.6 Phân bi t SOHC và DOHC 1 Tr c cam; 2 Xu páp 3.1.2 H th ng phân ph i khí dùng van trư t Đa s s d ng trên ñ ng cơ hai kỳ, pít tông ñóng vai trò như m t van trư t ñi u khi n ñóng m l n p và l x 2 2 3 1 4 7 6 5 a Quá trình cháy, sinh công 7 6 b Quá trình n p, x Hình 1.7: H th ng phân ph i khí dùng van trư t 1- Bugi; 2- C a x ; 3- Van c p nhiên li u; 4- H ng khu ch tán b ch hoà khí; 5- H p... Hình 1.11: Đĩa t a Hình 1.12: Móng hãm Hình 1.13: Đòn gánh và tr c ñòn gánh 12 Hình 1.14: Con ñ i Hình 1.15: Thanh ñ y Hình 1.16: Tr c cam 4 THÁO, L P H TH NG PHÂN PH I KHÍ 4.1 Quy trình và yêu c u k thu t tháo h th ng phân ph i khí 4.1.1 Quy trình tháo 4.1.1.1 Chu n b - D ng c tháo l p: clê tròng mi ng; tuýp các lo i, kìm b ng ñ u, kìm m nh n, kìm tháo phe hãm, c o ba ch u, búa ñ ng, kìm tháo l p xéc... ho t ñ ng nh nhàng m i cho kh i ñ ng ñ ng cơ Đ ng cơ ho t ñ ng ñ t công su t cao theo yêu c u, không có ti ng n ti ng gõ t h th ng phân ph i khí 5 BI U Đ PHÂN PH I KHÍ 5.1 Góc m s m, ñóng mu n Đ tăng kh năng n p ñ y h n h p (ho c không khí) vào trong xy lanh và x s ch khí ñã cháy ra ngoài, các xu páp thư ng ñư c m s m và ñóng mu n, 15 xu páp hút thư ng ñư c m s m tru c khi piston ñ n ñi m ch t trên... gióng rãnh ph i khí v i d u c a n p xích cam ñ tránh cho các piston kh i b ti p xúc v i các xu páp - Tháo ñai V cho qu t và máy phát - Tháo cao su chân máy bên ph i - Đ t xy lanh s 1 ñi m ch t trên/Kỳ nén - Quay gi m ch n tr c khu u, và gióng th ng rãnh ph i khí c a nó v i d u ph i khí "0" c a bơm d u 31 - Ki m tra r ng c hai d u ph i khí trên ñĩa răng ph i khí tr c cam và bánh răng ph i khí tr c cam... vòng quay cao do quán tính không khí các chu trình làm vi c trư c, ngoài c a hút luôn có m t áp su t dư Xu páp hút ñóng mu n ñư c là do áp su t trong xy lanh còn th p theo quán tính không khí ti p t c ñư c vào trong xy lanh Xu páp hút và xu páp x có th i gian cùng m (m trùng) khí m i n p vào s giúp cho vi c x s ch hơn m t ít khi chưa làm vi c cũng thoát ra ngoài theo khí x M i ñ ng cơ ñ u quy ñ nh... m tra khe h xu páp khi ñ ng cơ ñã ngu i) - Đ t xy lanh s 1 ñi m ch t trên/Kỳ nén - Quay gi m ch n tr c khu u, và gióng th ng rãnh ph i khí c a nó v i d u ph i khí "0" c a bơm d u 29 - Ki m tra r ng c hai d u ph i khí trên ñĩa răng ph i khí tr c cam và bánh răng ph i khí tr c cam hư ng lên trên như trong hình v (n u chưa ñư c, hãy quay puli tr c khu u m t vòng (3600) và gióng th ng các d u như trên)... c , khay v sinh d ng c 13 4.1.1.2 Trình t tháo h th ng phân ph i khí - X d u bôi trơn - X d u tr l c lái - X nư c làm mát - Tháo dây c a h th ng ñi n l p trên ñ ng cơ, tháo bình c quy, b chia ñi n - Tháo d n ñ ng bư m ga, bư m gió, các ng d n nhiên li u ng d n không khí, ng d n chân không, - Tháo bơm d u tr l c lái - Tháo két mát d u, nư c làm mát - Tháo bơm nén khí - Tháo bu lông c ñ nh ñ ng cơ v . phân phối (b) 3. NHẬN DẠNG H THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ 3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt ñộng các loại h thống phân phối khí 3.1.1 H thống phân phối khí dùng xu páp 3.1.1.1 H thống phân phối khí. bên - H thống phân phối khí loại xu páp treo - H thống phân phối khí loại trục cam trên nắp máy 2.2 H thống phân phối khí loại ngăn kéo phân phối (van trượt) 2.3 H thống phân phối khí loại. Mục ñích ñiều chỉnh khe h nhiệt Sau khi tháo lắp sửa chữa h thống phân phối khí, hoặc sau một thời gian hoạt ñộng của ñộng cơ, cần phải tiến h nh ñiều chỉnh khe h nhiệt với mục ñích: -