Đồ án thiết kế hệ thống phân phối khí của động cơ diesel hai kỳ công suất 5880kw kèm bản vẽ

Ngoài ra để tính các thông số của chu trình còn phải chọn nhiều hệ số khác như: hệ số lợi dụng nhiệt, hệ số biến đổi phân tử Từ cách tính chu trình công tác theo phương pháp cổ điển có t

4 Phương pháp nghiên cứu của đề tài 16

1.1 Lựa chọn công thức và chương trình tính 18 1.1.1 Đánh giá phương pháp cổ điển tính chu trình

công tác của động cơ Diesel

Chương 2 THIÊT KẾ CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ CỦA

ĐỘNG CƠ HAI KỲ CÔNG SUẤT 5880 KW

Chương 3 THIẾT KẾ MỘT SỐ THIẾT BỊ CỦA HỆ

3.2.4 Cơ cấu dẫn động cho Xupap 45

3.6.1 Nhiệm vụ và điều kiện làm việc của trục cam 63

3.6.3 Phương án dẫn động trục cam 66 3.6.4 Các kích thước sơ bộ của trục cam 64

CHƯƠNG 1

TÍNH NHIỆT ĐỘNG CƠ DIESEL

1.1 Lựa chọn công thức và chương trình tính

Chu trình động cơ hoàn thành sau hai vòng quay trục khuỷu đối với động cơ bốn kỳ và sau một vòng quay của trục khuỷu đối với động cơ hai kỳ Tuy nhiên trong một chu trình công tác cả hai động cơ phải thực hiện các quá trình nạp, nén, nổ, xả Để xác định mối quan

hệ giữa các thông số của chu trình công tác của động cơ thì phải tính chu trình công tác Việc tính chu trình công tác có thể tính theo phương pháp cổ điển hoặc phương pháp mới Để lựa chọn phương pháp tính cần phải đánh giá các phương pháp đó.

1.1.1 Đánh giá phương pháp cổ điển tính chu trình công tác của động cơ Diesel

Để tính chu trình công tác của động cơ cần phải nghiên cứu, tính toán các quá trình công tác: nạp, nén, cháy giãn nở và xả trên cơ sở nhiệm vụ thiết kế và động cơ mẫu lựa chọn Sau khi tính các quá trình sẽ xác định được các thông số môi chất tại các điểm đặc trưng Trong quá trình tính sẽ lựa chọn được các hệ số, các chỉ số đặc trưng cho chu trình phụ thuộc vào loại động cơ thiết kế Dựa vào kết quả tính toán xây dựng đồ thị công chỉ thị, đây là công đoạn chủ yếu để xác định các thông số chỉ thị và có ích của động cơ.

Theo phương pháp cổ điển, để tính chu trình công tác của động cơ cần phải giả thiết quá trình nén và giãn nở đa biến với chỉ số đa biến trung bình n 1 và n 2 , quá trình cấp nhiệt đẳng tích và đẳng áp thay cho quá trình cháy nhiên liệu được đặc trưng bởi tỉ số tăng áp suất trong quá trình cháy , chỉ số giãn nở sớm  Ngoài ra để tính các thông số của chu trình còn phải chọn nhiều hệ số khác như: hệ số lợi dụng nhiệt, hệ số biến đổi phân tử

Từ cách tính chu trình công tác theo phương pháp cổ điển có thể rút ra một số nhận xét sau đây:

 Không xét được ảnh hưởng của góc phối khí.

 Sử dụng quá trình hệ số lựa chọn nên không đảm bảo độ chính xác.

 Không xét được ảnh hưởng của góc phun sớm, quy luật cấp nhiên liệu, lượng nhiệt trao đổi với nước làm mát.

 Không xét được các thông số động học quá trình cháy và mối quan hệ giữa các thông

số này với lực tác dụng lên cơ cấu biên khuỷu

Với phương pháp này rất khó nghiên cứu các thông số công tác khi động cơ làm việc theo các đường đặc tính điều chỉnh, đặc tính bộ phận, đặc tính chong chóng và ảnh hưởng của điều kiện khai thác tới chất lượng làm việc của động cơ.

1.1.2 Phương pháp cân bằng năng lượng

Động cơ Diesel tầu thuỷ hiện đại chủ yếu là động cơ tăng áp bằng tua bin khí xả Các quá trình công tác trong Xilanh động cơ và trong Tuabin máy nén có mối liên hệ phụ thuộc lẫn nhau, điều đó phương pháp cổ điển không tính đến Vì vậy phải soạn thảo mô hình toán học mà các quá trình công tác cho phép tính đến các yếu tố này và cho phép đánh giá ảnh hưởng của chúng đến đặc tính quá trình công tác, tính kinh tế và tính tin cậy của động cơ.

Trong đề tài này sử dụng phương pháp cân bằng năng lượng để nghiên cứu Để áp dụng phương pháp này phải giả thiết môi chất trong thể tích công tác của Xilanh tại thời điểm bất kỳ đều ở trạng thái cân bằng, nghĩa là môi chất trong Xilanh là một hệ thống nhiệt động cân bằng Nếu bỏ qua sự dò lọt môi chất qua xéc măng trong quá trình nén và giãn nở thì hệ thống nhiệt động là hệ kín

Như vậy, với phương pháp này thì môi chất trong thể tích làm việc của xilanh trong quá trình luôn tuân theo định luật thứ nhất.

Phương trình cân bằng năng lượng của môi chất được biểu diễn thông qua công thức:





dL d

dU d

: Độ thay đổi công theo góc quay của trục khuỷu (KT 0 /TK);

  : Góc quay của trục khuỷu thay đổi từ 0 đến  ct , tính từ ĐCT lúc bắt đầu quá trình quét.

Biến thiên nội năng của môi chất tính theo công thức:





dm u d

dT mCv d

dl



(1.3)

trong đó:

 m : Khối lượng chất công tác, (kg);

 C V : Nhiệt dung riêng đẳng tích, (kJ/(kg.K));

 u : Nội năng đơn vị chất công tác, (kJ/kg);

 P : Áp suất môi chất trong Xilanh ;

1 Sự thay đổi các thông số môi chất trong quá trình nén

Môi chất công tác gồm khí sạch và khí sót nên phương trình nhiệt động có dạng:



dT Cvr m Cv m d

dU d

 F VX : Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt, (m 2 );

  : Thời gian trao đổi nhiệt, (s).

dU d

2 Sự thay đổi các thông số trong quá trình cháy

Góc bắt đầu cháy nhiên liệu tính theo công thức

 G ct : lượng nhiên liệu phun vào Xilanh trong một chu trình, (kg);

Tốc độ cháy tương đối tính theo thực nghiệm ,

Khối lượng không khí giảm xuống trong quá trình cháy,

dQ d

dQ

ct H

3 Sự thay đổi các thông số môi chất trong quá trình giãn nở

Trong quá trình giãn nở, kết thúc quá trình cấp nhiên liệu vào bên trong Xilanh, còn khối lượng sản vật cháy giữ không đổi cho đến khi mở cửa thải.

Dựa theo các phương trình nêu trên sẽ xác định được áp suất môi chất công tác và từ

đó tính được nhiệt độ theo phương trình trạng thái của môi chất.

1.1.3 Một số công thức dùng trong quá trình tính toán

 Tốc độ trung bình của piston

 k : Tỉ số giữa diện tích đỉnh piston và diện tích lỗ Xupap;

 Nhiệt trị thấp của nhiên liệu.

 Nhiệt độ của không khí sau máy nén tăng áp

k

k n n K

 T lm : Độ giảm nhiệt độ trong bầu làm mát

 P s: Áp suất khí nạp mới vào Xilanh

 P lm : Độ giảm áp suất áp trong bầu làm mát

 Áp suất không khí cuối quá trình quét.

s

w s a

T w

C p

5 2 576

) (

r a r

r s

r

P P T

P t T

a

T t T

2 0

 Thể tích công tác của Xilanh tính theo góc quay trục khuỷu,

) sin 5 , 0 cos 1 ( 25 ,

 R : Hằng số của không khí, R = 287 kJ/(kmol.K);

 Lượng không khí khô cần thiết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu,

s a

T P

r H

 d : Hàm lượng ẩm của không khí vào Xilanh,

 Lượng không khí thực tế nạp vào Xilanh trong một chu trình không kể đến hàm lượng ẩm của không khí ,

S S H

G ct

kf kf

m i

T P

 T kf : Nhiệt độ trong Xilanh lúc bắt đầu phun nhiên liệu,

 P kf : Áp suất trong Xilanh lúc bắt đầu phun nhiên liệu,

 Hệ số truyền nhiệt từ khí tới vách ống lót Xilanh,

kc kc m

trong đó:

 P kc , T kc : Áp suất và nhiệt độ khí cháy,

 Bề mặt trao đổi nhiệt tức thời của vách với môi chất công tác,

F w

1 2

2

(1.40)

trong đó:

 S  : Độ dịch chuyển tức thời của Piston,

) sin 5 , 0 cos 1 ( 5 ,

 Lượng nhiệt toả ra và tốc độ toả nhiệt tính theo công thức Vibe

Phần trăm nhiệt lượng toả ra theo góc quay trục khuỷu ,

908 , 6

m

z z

z

m d

 z: Thời gian cháy, z = 50  130 0 góc quay khuỷu,

  : Góc cháy ban đầu ,  = fs+ i,

 fs: Góc phun sớm nhiên liệu,

 i : Thời gian cháy trễ của nhiên liệu.

 Áp suất chỉ thị trung bình

S

i i V

H S i

P T RL

P g

i s s i

P Q

P T RL

trong đó:

 P m : Áp suất tổn hao cơ giới

 Hiệu suất cơ giới

i

c m P

 Suất tiêu hao nhiên liệu có ích

i e

g g

 Suất tiêu hao nhiên liệu trong 1h

Ne g

1.1.4 Lựa chọn chương trình tính

Phần tính nhiệt của động cơ sử dụng chương trình tính tự động theo phần mềm Tên đầy đủ là: “ Chương trình tính nhiệt độ trung bình của chu trình công tác”, thuộc đề tài nghiên cứu khoa học: “Nghiên cứu mô phỏng chu trình công tác của động cơ Diesel” Chủ nhiệm đề tài: TS Lê Viết Lượng.

Tính toán cụ thể cho động cơ Diesel 6S35MC là động cơ hai kỳ tác dụng đơn ,đảo chiều trực tiếp ,tăng áp bằng tua bin khí xả.

Hãng sản xuất: MAN B &W.

1.1.5 Các thông số nhập vào chương trình tính

 Nhiệt độ môi chất đầu quá trình nạpP a = 130000 (Pa);

 Nhiệt độ môi trường T 0 = 30 ( 0 K);

 Áp suất môi trường P 0 = 103.000 (Pa);

Phần chương trình chạy tính nhiệt của động cơ em để cuối luận

văn và không đánh số trang

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CƠ CẤU PHÂN

PHỐI KHÍ

2.1 Lựa chọn hệ thống trao đổi khí

Dựa theo phương pháp chuyển động của dòng khí quét, có hai loại: + Quét vòng

hệ thống quét vòng đều được ở phần dưới của Xilanh, tại khu vực gầnĐCD của đỉnh Piston, do Piston điều khiển đóng và mở

Nhược điểm của phương pháp này là:

+ Hành trình của dòng khí dài

+ Do dòng khí chạy vòng nên xảy ra hiện tượng không khí có lẫnsản vật cháy

2.1.2 Hệ thống quét thẳng (Hình: 2.2)

Quét thẳng là dòng khí quét theo đường thẳng từ dưới đi lên Các cơ

cấu quét và thải (cửa khí hoặc Xupap) của hệ thống quét thẳng được đặt ở hai

đầu của Xilanh Điều khiển việc đóng mở các cửa khí là do Piston hoặc Xupap dùng trục cam.

đó để đạt hiệu suất lớn nhất Hướng tiếp tuyến của các cửa quét, tạo lênmột vận động xoáy lốc hướng tiếp tuyến của môi chất mới giúp hoànthành hoà khí và chất lượng cháy tốt hơn

Đây là hệ thống tương đối hoàn hảo, dễ sử dụng tăng áp bằng Tuabin khí.

2.1.3 Lựa chọn hệ thống phân phối khí

Từ những phân tích ở trên ta chọn hệ thống quét thẳng qua Xupap.Nếu lựa chọn hợp lý hình dạng, tiết diện lưu thông của Xupap kết hợp với

vị trí đặt Tuabin tăng áp sát Xilanh động cơ để giản tổn thất năng lượngcủa khí thải, sẽ thu được hiệu quả cao

2.2 Tính toán sơ bộ kích thước của cơ cấu phối khí

2.2.1 Tính toán sơ bộ kích thước của cơ cấu nạp (cửa quét) ( Hình: 2.3)

- Tổng chiều rộng của cửa quét (b q ) Với động cơ quét thẳng qua

Xupap nên:

bq = ( 0,6 ÷ 0,75 ).П.D (mm) (2.1) Với : D : Đường kính Xilanh, D = 350 (mm)

hq = ( 0,08 ÷ 0,15 ).1400 (mm)

hq = ( 112 ÷ 210 ) (mm)

Chọn : hq = 150 (mm).

- Góc lệch α theo hướng tiếp tuyến,

Với động cơ sử dụng quét thẳng và một hàng cửa thì:

- Hình dạng cửa quét: Chọn cửa quét hình chữ nhật

- Số cửa quét : Số cửa quét được bố trí xung quanh Xilanh, nên chọn

6 cửa quét cho mỗi Xilanh

Dùng một Xupap thải có dạng hình nấm có các thông số cơ bản sau đây:

 Đường kính họng của nấm Xupap,

e3  5 (mm) (2.8)

 Đường kính ngoài của nấm Xupap,

d d h  2e (mm) (2.9)  Góc nghiêng của Xupap,

Hình : 2.5 Phương pháp xác định đồ thị tiết diện

- Sau khi chọn được hình dáng, kích thước, phương hướng và góc

phối khí của các cửa quét, cửa thải (Xupap thải) ta xây dựng đồ thị thời

gian tiết diện

- Vẽ khai triển hình dạng, kích thước của các cửa khí theo mặtgương của Xilanh lên bản vẽ

- Vẽ nửa đường tròn Brich tâm O, bán kính S/2 có cùng tỉ lệ xíchnhư các cửa khí, nửa đường tròn phải tiết xúc với đường thẳng ngang của

gờ đỉnh Piston nằm ở ĐCD;

- Từ O dịch chuyển xuống đoạn : OO, = R.λ /2 Với : λ = R / L = S / 2L

trong đó : L : Chiều dài của biên

Với động cơ trung tốc có guốc trượt:

λ = 1/ 2,3 ÷ 1/4 Chọn : λ = 1/4  OO, = R λ /2 = R2 / 2.L = 87,5 (mm)

- Từ O , vẽ cung tròn bán kính R, bất kì với R, < R Từ mép trêncủa cửa quét kẻ đường thẳng song song với trục hoành.Tung độ của đồ thị

là lưu thông, hoành độ của đồ thị là thời gian hoặc góc quay của trụckhuỷu cắt nửa vòng tròn tâm O

trong đó :

n : Số vòng quay của trục khuỷu ; (v/ph)

- Để dựng đồ thị thời gian tiết diện ta dựng hệ trục φ – f Trên trụchoành biểu diễn góc quay trục khuỷu, với tỷ lệ tương ứng Trên trục tungbiểu diễn giá trị thơì gian tiết diện, với tỷ lệ tương ứng.Ta được đố thị sau:

Hình 2.6 Đồ thị thời gian tiết diện hình học

2.4 Xác định trị số thời gian tiết diện của các thời kì

2.4.1 Các thông số trong quá trình trao đổi khí

m k

P0 : Áp suất môi trường , P0 = 103000 (Pa)

T0 : Nhiệt độ môi trường , T0 = 309 ( 0 K).

Tk = 338,07 ( 0 K).

– Hệ số dư lượng không khí quét:

K =

0

0

0

T P

T P K K

 Áp suất trên đường ống thải:

Phụ thuộc cấu tạo của đường ống thải và điều kiện làm việc củađộng cơ

Với động cơ tăng áp bằng Tuabin khí thải,

a : Hệ số giảm áp, với động cơ thải bằng Xupap,

a = ( 0,5 ÷ 0,9 )thời gian tiết diện Chọn : a = 0,8

2

D

V N    (m 3 ) (2.20)

P T T

1 ) (



 ( 0 K) (2.21)

Với : m = 1,3 Kết quả:

2.4.2 Xác định trị số thời gian tiết diện của các thời kì thải tự do

Thay đổi môi chất trong động cơ hai kì được bắt đầu từ thời kì thải tự do.Thải tự do là sự lưu động của sản vật cháy từ xilanh ra đường ống

thải nhờ chênh áp giữa Xilanh và đường ống thải trong điều kiện (thể tích Xilanh, tiết diện lưu thông của cửa thải, trạng thía môi chất trong Xilanh

và trong ống thải) thay đổi liên tục.

Mục đích nghiên cứu thời kì thải tự do nhằm xác lập quan hệ giảitích giữa các thông số của chu trình công tác của động cơ cần tính với trị

số thời gian tiết diện cần thiết cho quá trình thải tự do, đảm bảo cho quátrình nạp và thải cưỡng bức tiến triển thuận lợi

Nhờ quan hệ giải tích ấy có thể xác định trị số thời gian tiết diệncần thiết cho thời kì thải tự do, rồi dùng nó để kiểm nghiệm tính toán quátrình trao đổi khí của động cơ hai kì

Vấn đề đặt ra khó và phức tạp nên trên thực tế, thường chỉ giới hạntrong cách giải gần đúng bằng cách giả thiết :

 Dòng môi chất đi qua cơ cấu thải là dòng một chiều, ổn định, không

có sức cản, không trao đổi nhiệt với môi trường (lưu động đoạn nhiệt).

 Áp suất trên đường thải Pth và trong bình khí nạp Pk luôn khôngthay đổi

Thời gian tiết diện của thời kì thải tự do gồm hai giai đoạn :

 Thời gian tiết diện của thải sớm: Ats

 Thời gian tiết diện của thải tự do: Atd Sau đó so sánh với Ao

ts , Ao

td lý thuyết và đưa ra kết luận

1 - Trị số thời gian tiết diện của thời kì thải sớm

Tốc độ lưu động của dòng khí qua cửa thải của giai đoạn này đạttốc độ giới hạn bằng tốc độ truyền âm của khí thải ở trạng thái giới hạn,phụ thuộc thông số trạng thái của sản vật cháy trong Xilanh

Trị số thời gian tiết diện cần của thời kì thải sớm :

b b

TB ts

V

V p

p T

V

115 , 0

trong đó :

VTB : Thể tích trung bình của Xilanh lúc bắt đầu mở cửa thải đến

lúc bắt đầu mở cửa quét ; (m 2 s)

A

td

td A

th th

b b

TB td

V

V p

p p

p T

V

115 , 0

td

td A

A0

= 0,927  Thoả mãn

2.4.3 Xác định trị số thời gian tiết diện của các thời kì thải cưỡng bức

Trị số thời gian tiết diện của thời kì thải cưỡng bức được xác địngbằng công thức :

N

N N b

b b k K

h N t t

n

V P RT

V P V

V P

Vk : Thể tích riêng của khí quét , Vk = 61,945 (m3)

k : Hệ số dư lượng khí quét , k= 1,6

TN : Nhiệt độ sản phẩm cháy trong Xilanh lúc bắt đầu thời kì thảicưỡng bức , TN = 632,88 ( 0 K)

Tn : Nhiệt độ trung bình của khí trong Xilanh trong suốt thời kìquét thải cưỡng bức;

2

k N n

T T

N th k N

th

p p

p k

k

1 2

A

(2.32)

t

t A

A0

2.4.4 Xác định trị số thời gian tiết diện của các thời kì quét khí

Trị số thời gian tiết diện của thời kì quét khí được xác định bằngcông thức:

o k q q

k H

q

T p

T p V A

trong đó:

 0 : Hệ số dư lượng khí quét ,  0 = 1,6

VH : Thể tích công tác của Xilanh,

N th k N

th

p p

p k

k

1 2

1 2

q

q A

A0

= 0,971  Thoả mãn

CHƯƠNG 3

THIẾT KẾ MỘT SỐ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG PHỐI KHÍ

Yêu cầu đối với hệ thống phân phối khí

Cơ cấu phân phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí:

 Thải sạch sản vật cháy ra khỏi Xilanh

 Nạp đầy khí hỗn hợp vào trong Xilanh để động cơ làm việc liên tụcđảm bảo đủ lượng khí và đúng thời gian quy định

Động cơ Diesel thường dùng các loại cơ cấu phối khí sau đây :

 Cơ cấu phân phối khí dùng Xupap

 Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt

 Cơ cấu phân phối khí dùng cả Xupap và van trượt

Khi tính toán và thiết kế hệ thống cơ cấu phân phối khí cần đảm bảocác yêu cầu sau đây :

 Đóng mở đúng thời gian quy định

 Độ mở lớn để dòng khí dễ lưu thông

 Đảm bảo khí nạp và quá trình thải phải sạch

 Ít mòn và tiếng kêu bé

 Dễ điều chỉnh, sửa chữa và giá thành chế tạo rẻ

Khi thiết kế cơ cấu phân phối khí, cần chú ý đến những vấn đề sau :

 Cường độ của quá trình làm việc (đặc biệt là quá trình thải khí),mức độ tải trọng cũng như tốc độ quay của động cơ làm cho điều kiện làmviệc của Xupap thêm nặng nề vì làm tăng thêm lượng nhiệt đi qua Xupap

và lực quán tính của các chi tiết trong cơ cấu phối khí cũng tăng lên

 Kết cấu của nắp Xilanh (đặc biệt là ở những vùng bố trí ổ đặt và

phần dẫn hướng của Xupap) cần bố trí cho các thành vách trong Xilanh

có bề dầy đều nhau, tránh gây biến dạng cho vùng đặt ổ Xupap Nếu bịbiến dạng, Xupap sẽ không thể đậy kín, cả mép vát Xupap lẫn ổ đặt của

nó sẽ bị cháy dần, làm mát tác dụng kín khít của cặp lắp ghép này

 Kết cấu của Xupap phải đảm bảo thoát nhiệt tốt

 Kết cấu của các chi tiết truyền động cho Xupap cần đảm bảo cho cáclực tác dụng có phương trùng với đường tâm Xupap, tránh làm cong Xupap

 Vật liệu làm Xupap cần có cơ tính tốt ở nhiệt độ cao

3.1 Cửa nạp (Hình: 3.1)

Hình: 3.1a Hệ thống cửa nạp được trải trên mặt phẳng

Hình:3.1b Hệ thống cửa nạp

Theo tính toán ở chương 2 ta có:

- Tổng chiều rộng của cửa quét (b q ), bq = 750 (mm) ;

- Chiều cao cửa quét (h q ), hq = 150 (mm) ;

- Góc lệch α theo hướng pháp tuyến, α = 150

- Góc nghiêng β được tạo bởi tâm Xilanh với đường tâm cửa quét,

β = 800

- Chiều dài cửa cửa quét (s), s = 800 (mm);

- Hình dạng cửa quét: Chọn cửa quét hình chữ nhật

- Số cửa quét: Số cửa quét được bố trí xung quanh Xilanh, nên chọn

6 cửa quét cho mỗi Xilanh

Kích thước mỗi cửa:

Chiều rộng mỗi cửa: a = 90 (mm);

Động cơ Diesel chỉ dùng phương án bố trí Xupap treo vì dung tíchbuồng cháy của động cơ Diesel nhỏ, tỉ số nén rất cao Khi dùng cơ cấuphân phối khí Xupap treo, buồng cháy rất gọn, diện tích mặt truyền nhiệtnhỏ Vì vậy giảm được tổn thất nhiệt và tăng hiệu suất động cơ Cơ cấu

phân phối khí Xupap treo còn làm cho dạng đường nạp thải thanh thoáthơn khiến sức cản khí động chỏ Đồng thời, do có thể bố trí Xupap hợp líhơn, nên có thể tăng được tiết diện lưu thông của dòng khí Những điều

đó làm cho hệ số nạp tăng lên 5% ÷ 7%

Tuy vậy, cơ cấu phân phối khí Xupap treo cũng tồn tại một sốkhuyết điểm Khuyết điểm cơ bản của cơ cấu này là dẫn động Xupapphức tạp và làm tăng chiều cao của động cơ Ngoài ra, bố trí Xupap treolàm cho nắp Xilanh chở lên hết sức phức tạp, rất khó đúc và độ ồn lớn

3.2.2 Điều kiện làm việc của Xupap

Trong quá trình làm việc, mặt nấm Xupap chịu phụ tải động và phụtải nhiệt rất lớn Lực khí thể tác dụng trên diện tích mặt nấm Xupap là rất

lớn, có thể lên đến 0,01 ÷ 0,020 (Mpa) Trong động cơ cường hoá và tăng

áp, lực này có thể tăng lên đến 0,03 (Mpa) Hơn nữa, mặt nấm Xupap luôn

luôn va đập mạnh với mặt đế Xupap nên rất dễ bị biến dạng Do Xupap tiếpxúc trực tiếp với khí cháy nên Xupap còn phải chịu nhiệt độ rất cao Nhiệt

độ của Xupap trong động cơ Diesel đạt đến 773 ÷ 873 ( 0 K) Nhất là trong

thời kì thải khí, nấm và thân Xupap phải tiếp xúc với dòng khí thải có nhiệt

độ rất cao Đối với động cơ Diesel, nhiệt độ dòng khí thải vào khoảng 973 ÷

1173 ( 0 K) Hơn nữa, tốc độ của dòng khí thải là rất lớn (khi mới bắt đầu thải, tốc độ dòng khí thải có thể đạt đến 400÷600 m/s) nên khiến cho Xupap, nhất

lá Xupap thải thường dễ bị quán nóng và bị dòng khí ăn mòn

Ngoài ra, do trong nhiên liệu còn có lưu huỳnh nên khi cháy tạothành axit ăn mòn mặt nấm Xupap

3.2.3 Vật liệu làm Xupap

Yêu cầu đối với vật liệu làm Xupap:

 Yêu cầu cơ bản đối với vật liệu làm Xupap là có khả năng chống

ăn mòn cao để tránh sự ăn mòn của hơi nước, tạp chất trong nhiên liệu lúcnhiệt độ cao Có độ cứng cao, chịu mài mòn tốt

 Vì lúc đóng vào, đế Xupap chịu lực xung kích, do đó cường độchịu lực của Xupap phải lớn, đồng thời khối lượng vận động phải bé

 Để đảm bảo được tính năng làm việc thì nhiệt độ của Xupapkhông được quá cao

 Xupap ngoài yêu cầu làm kín tốt ra, thì phải đảm bảo tổn thất lưuđộng là nhỏ

 Vật liệu dùng để chế tạo Xupap phải có sức bền cơ học cao, chịunhiệt tốt, chống được ăn mòn hoá học và hiện tượng xâm thực của dòngkhí thải khi ở nhiệt độ cao

 Để nâng cao tính chống mòn, chống gỉ mặt nấm của Xupap, người

ta còn thường mạ lên bề mặt làm việc của nấm Xupap một lớp hợp kim

cứng (hợp kim coban) dày khoảng 1,5 ÷ 2,5 mm.

Với các yêu cầu trên, vật liệu dùng để chế tạo Xupap thường dùngcác loại thép hợp kim X9C2, X10CM, X12H7C…

3.2.4 Cơ cấu dẫn động cho Xupap

1 - Nhiệm vụ của cơ cấu truyền động

Nhiệm vụ chính của cơ cấu này là đảm bảo cho xupap đóng mởđúng lúc và chuyển động theo một quy luật nhất định

2 - Các phương pháp dẫn động cho Xupap

Dẫn động cơ giới : (Hình: 3.2)

Hình: 3.2 Cơ cấu dẫn động cơ giới cho Xupap

Chú thích: 1 - Trục cam ; 2 - Con đội ;

3 - Đũa đẩy ; 4 - Cò mổ ;

5 – Xupap

 Nguyên lí hoạt động: Dẫn động cơ giới cho Xupap bằng cơ cấu

con đội, đũa đẩy, đòn bẩy (cò mổ) Đây là các cơ cấu động Cụ thể là cơ

cấu này nhận chuyển động quay của trục cam dưới tác động của mặt camlên con đội và đũa đẩy, làm con đội và đũa đẩy sẽ chuyển động lên xuống.Đầu còn lại của đũa đẩy được liên kết động với một đầu của đòn bẩy Đònbẩy được cấu tạo sao cho có thể quay quanh một trục gắn cứng, khi đóđầu còn lại của đòng bẩy sẽ trực tiếp tác dụng lên mặt tiếp xúc của đuôiXupap, làm Xupap chuyển động lên xuống với một giới hạn thích hợp.Giới hạn đó gọi là hành trình của Xupap